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Al-합금의 단열섬유판 반응침투에 의한 $Al_2O_3$-세라믹스의 형성
Formation of $Al_2O_3$-Ceramics by Reactive Infiltration of Al-alloy into Insulation Fiber Board

김일수    (동의대학교 재료공학과  );
  • 초록

    Al2O3/metal composites were fabricated by oxidation and reaction of molten Al-alloy into two types of commercial Al2O3-SiO2 fibrous insulation board. The growth rate, composition and microstructure of these materials were described. An AlZnMg(7075) alloy was selected as a parent alloy. Mixed polycrystalline fiber and glass phase fiber were used as a filler. The growth surface of an alloy was covered with and without SiO2. SiO2 powder was employed as a surface dopant to aid initial oxidation of Al-alloy. Al-alloy, SiO2, fiber block and growth inhibitor CaSiO3 were packed sequentially in a alumina crucible and oxidized in air at temperature range 90 $0^{\circ}C$ to 120 $0^{\circ}C$ . The growth rate of composite layer was calculated by measuring the mass increasement(g) per unit surface( $\textrm{cm}^2$ ). XRD and optical microscope were used to investigate the composition and phase of composites. The composite grown at 120 $0^{\circ}C$ and with SiO2 dopant showed rapid growth rate. The growth behavior differed a little depending on the types of fiber used. The composites consist of $\alpha$ -Al2O3, Al, Si and pore. The composite grown at 100 $0^{\circ}C$ exhibited better microstructure compared to that grown at 120 $0^{\circ}C$ .


  • 주제어

    DIMOX process .   $C_4$ .   $Al_2O_3$ composites .   AlZnMg-alloy .   Fibrous insulation board.  

  • 참고문헌 (16)

    1. Properties of Fiber-Rein-forced Alumina Matrix Composites , P. Barron-Antolin(et al.) , Ceram. Eng. Sci. Proc. / v.9,pp.759-766,
    2. Molten Metals sire MMCs.CMCs , A.W. Urquhart , Adv. Mat. & Proc / v.7,pp.,
    3. Growth Stage Kinetics in the Synthesis of Al₂O₃/Al Composites by Directed Oxidation of Al-Mg and Al-Mg-Si Alloys , H. Venugoplan;T. Debroy , J. Eur. Ceram. Soc. / v.16,pp.,
    4. Al₂O₃/Al Composites Formed by the Directed Oxidation of Al-Mg-Zn Alloy , P. Xiao;B. Derby , J. Eur. Ceram. Soc. / v.12,pp.,
    5. Oxidationsverhalten einer AlSiMg-Legierungsschmelze , I.S. Kim;H.W. Hennicke , ALUMINIUM / v.69,pp.269-272,
    6. Preparation of $Lanxide^{TM}$ Ceramic Matrix Composites: Matrix Formation by the Directed Oxidation of Molten Metals , M.S. Newkirk(et al.) , Ceram. Eng. Sci. Proc. / v.8,pp.879-885,
    7. Microstructural development in the directed melt-oxidized(DIMOX) Al-Mg-Si alloys , V.S.R. Muthy;B.S. Rao , J. Mater. Sci. / v.30,pp.,
    8. Al₂O₃/Al particle-reinforced aluminium matrix composite by displacement reaction , M.R. Hanabe;P.B. Aswath , J. Mater. Res. / v.11,pp.1562-1569,
    9. Alumina/Aluminium Co-Continuous Ceramic Composite(C⁴) materials produced by Solid/Liquid Diplacement Reactions: Processing Kinetics and Microstructures , M.C. Breslin(et al.) , Ceram. Eng. Sci. Proc. / v.15,pp.104-112,
    10. Synthesis of Al₂O₃-Al Composites by Reactive Metal Penetration , R.E. Loehman(et al.) , J. Am. Ceram. Soc. / v.97,pp.27-32,
    11. Tensile and Shear Properties of Continuous Fiber-Reinforced SiC/Al₂O₃Processed by Melt Oxidation , F.E. Heredia;A.G. Evans , J. Am. Ceram. Soc. / v.78,pp.2790-2800,
    12. Growth of Al₂O₃/Al Composites from Al-Zn Alloys , M. Hanabc(et al.) , Acta. mater. / v.44,pp.819-829,
    13. Formation of $Lanxide^{TM}$ Ceramic Composite Materials , M.S. Newkirk(et al.) , J. Mater. Res. / v.1,pp.,
    14. AlZnMg-합금의 용융산화에 의한 Al₂O₃-복합재료의 형성 , 김일수;김상호;강정윤 , 한국요업학회지 / v.33,pp.985-994,
         
    15. Observation on the role of Mg and Si in the directed oxidation of Al-Mg-Si alloys , A.S. Nagelberg , J. Mater. Res. / v.7,pp.265-268,
    16. Oxidationsverhalten von AlSiCuZn-Legierungen bei 900 bis 1300oC , I.S. Kim;H.W. Hennicke , ALUMINIUM / v.68,pp.592-597,

 저자의 다른 논문

  • 김일수 (24)

    1. 1994 "용융산화법으로 제조한 $Al_2O_3-SiC$ 세라믹스의 미세구조와 기계적 성질" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 31 (10): 1169~1175    
    2. 1995 "Al첨가에 의한 무수축 Mullite-$ZrO_2$ 요업체의 제조에 관한 연구" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 5 (7): 888~896    
    3. 1996 "AlZnMg-합금의 용융산화에 의한 $Al_2O_3$-복합재료의 형성" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 33 (9): 985~994    
    4. 1996 "AlZnMa 합금의 용융산화에 의한 $\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$/SIC/금속 복합재료의 형성" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 6 (10): 1043.1~1043.6    
    5. 1997 "Al합금의 원소가 용융산화에 미치는 영향(l. 산화에 의한 무게증가)" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 7 (7): 564~570    
    6. 1997 "Al-합금의 원소가 용융산화에 미치는 영향(ll. 산화층 형상과 미세구조)" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 7 (8): 660~667    
    7. 1998 "반응결합 강화 알루미나세라믹스의 제조에 관한 연구" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 35 (4): 311~318    
    8. 1998 "RBAO 세라믹스 공정에서 어트리터 효율에 미치는 볼 크기의 영향" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 35 (4): 406~412    
    9. 1998 "알루미나 원료형상이 RBAO-SiC 세라믹스 제조에 미치는 영향" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 8 (7): 596~600    
    10. 1998 "AI 합금의 원소가 용융산화에 미치는 영향 -lll. 오원계 합금의 산화거동-" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 8 (8): 672~677    

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