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Mg-Li 합금에서 Zn / Al / B 첨가에 따른 기계적 특성 연구 원문보기
MechanicalbehaviorofMg-Lialloyswithaddition ofZn /Al/B elements

  • 저자

    박규현

  • 학위수여기관

    세종대학교 대학원

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    나노신소재공학과

  • 지도교수

    김기범

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

  • 키워드

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13541043&outLink=K  

  • 초록

    Mg-Li계 합금은 기존의 마그네슘 합금보다 밀도를 획기적으로 낮추어 비강도를 높일 수 있기 때문에 많은 주목을 받고 있다. 이 합금계에 Zn / Al를 첨가하게 되면 강도가 상당히 증가하게 된다. 마그네슘-리튬 이원계 합금에서, 리튬의 양이 10 wt. % 일 때 합금은 HCP의 α-phase와 BCC의 β-phase가 발생하게 되고, 그 이상이 될 경우 BCC의 β-phase만 발생하게 된다. Mg-Li-Zn 와 Mg-Li-Al 합금계에서의 강도증가의 원인은 입계 크기효과(grain size refinement)와 고용강화(solid solution hardening)가 가장 큰 요인이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 유도용해로를 통해 Mg-Li-Zn / Al 의 각각 원소를 합금화 시켜, Zn 또는 Al 등의 원소가 Mg-Li 2원계 합금에 어떤 변화를 미치는지에 대하여 관찰하였다. 또한, Zn / Al의 첨가량에 따른 상 분석과 기계적 특성의 변화를 관찰하고 이에 대한 비교를 실시하였다. Zn 또는 Al의 미소첨가에 따른 항복강도(σy) 증가는 Al의 경우가 더 효율이 좋은 것으로 확인 되었다. Mg-Li계 합금의 경우, Li의 함량이 증가함에 따라 강도가 지속적으로 감소되는 경향을 보이게 된다. Mg-Li-Zn 계 합금은 Zn 첨가에 따라서 기존에 존재하던 상의 변화는 관찰되지 않았고, 항복응력은 전체적으로 증가하는 경향을 보인다. Mg-Li-Al 계 합금은 Al 첨가에 따라, Mg-10Li과 Mg-15Li 계에서 Al-Li의 Intermetallic compound가 발생하는 것을 확인하였고, Al 첨가에 따라 강화현상을 확인할 수 있었다. 반면 Li의 함량이 15 wt. % 이상이 첨가될 경우, Al-Li 상의 생은 확인하지 못하였지만, 강화현상은 비교적 낮게 관찰되었다. Al의 첨가에 따른 항복응력의 증가율은 Zn의 경우보다 월등히 좋은 것으로 확인하였다. Mg-15Li-5Al 합금의 상(phase)은 BCC의 β-phase가 주로 존재하고, 낮은 강도(Intensity)의 Al-Li상이 혼재되어 있는 것으로 확인되었으며, 비강도(Specific strength)가 2번째로 좋은 합금으로 확인 되었다. 해당 조성에 Boron의 함량을 0.05, 0.11 wt. % 를 추가적으로 첨가할 경우 발생하는 변화에 대해 관찰하였다. 보론을 Mg-15Li-5Al에 첨가할 경우 BCC β-phase의 강도(intensity)는 지속적으로 감소되는 것을 확인하였다. 압축실험(Compressive test)을 통해 얻어진 항복응력(Yield stress) 과 미소압입시험기(Nano indentation)를 통해 얻어진 경도(Hardness)를 통해 확인한 결과 Boron의 첨가는 BCC β-phase에 고용되어 격자 변형(Lattice strain)을 통해 전체적인 기계적 물성을 증가시키는 효과를 제공한다.


 활용도 분석

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