[A+]신소재공정씄험 기말레포트

1. 분말야금
금속이나 금속산화물의 분말을 가열하여 원자들을 결합시킴으로써 금속소재나 금속가공품을 만드는 방법이다. 분말야금의 경우 분말의 제조, 분말 특성의 검사, 분말성형, 성형체의 소결, 그리고 필요한 경우 소결체의 후처리 가공 과정으로 진행되는데, 직접 실험하였던 과정인 분말성형, 소결 과정을 살펴보면 다음과 같다.

⓵ 분말야금의 과정
⓵-1) 분말성형: 분말성형의 종류에는 압축성형과 Hot press방법 등이 있는데, 압축성형은 Die에 성형할 분말을 넣은 후 유압식이나 기계 프레스로 압축하여 성형하는 방법을 말한다. 이때 압력을 보다 골고루 분포시키기 위해 압분체에 따라 1축이 아닌 2축방향의 압축을 가 해주기도 한다. 또한 고온압착법은 금속의 재결정온도 이상에서 소결과 동시에 압력을 가해 성형하는 방법이다. 고온의 환경에서 시행하므로 금속의 점성이 개량되며, 입자간 접촉 면적 이 커지고 입자의 확산을 촉진시킬 수 있다는 장점이 있다.

⓵-2) 소결
성형된 분말체를 융점 이하의 온도로(녹는점의 50~70%) 가열하여 서로 단단하게 밀착되도록 만드는 과정이다. 분 말을 가열하게 되면 분말 입자간의 결합이 형성되어 강 도, 경도 등이 향상되는데, 이 때 소결의 Driving Force 는 계의 줄어드는 표면 에너지이다. Bulk상태 일 때에 비 해 분말 상태일 경우에는 계면이 많아 Extra Energy도 많으므로, 소결이 진행됨에 따라 계면이 줄어들어 시스템 의 표면 에너지가 줄어들게 된다.
표면에너지가 줄어드는 과정에 따라 ⓵necking이 형성되기 시작하는 초기 단계, ⓶necking 형성 시점부터 기공이 고립되기 전까지의 중기 단계, ⓷그 이후의 말기 소결단계로 나눌 수 있으며, 소결 공정의 변수로는 온도, 시간, 분위기, 소결환경에서의 압력 등이 있다.