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상압소결에 의한 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/Fe-Ni 나노복합재료의 제조 및 자기적 특징
이홍재,정영근,남궁석,오승탁,이재성,Lee, Hong-Jae,Jeong, Young-Keun,NamKung, Seok,Oh, Sung-Tag,Lee, Jai-Sung 한국세라믹학회 2002 한국세라믹학회지 Vol.39 No.8
금속 산화물 상태으 혼합분말을 수소 환원하여 $Al_2O_3$ 분말 표면에 20 nm 크기의 Fe-Ni 합금이 균일하게 분산된 복합분말을 합성하였다. 상압소결을 이용하여 제조한 $Al_2O_3$/Fe-Ni 나노복합재료는 전 소결 온도 범위에서 단지 $Al_2O_3$와 ${gamma}$-Fe-Ni 상만으로 구성되어 있었고, $1350^{\circ}C$ 이상의 소결 온도에서 98% 이상의 치밀화를 이루었다. 최대 파괴강도와 파괴인성은 각각 574 MPa과 3.9 MP$a{\cdot}m1/2$로서 동일한 소결 조건의 순수 $Al_2O_3$ 보다 약 20% 증가하였다. 나노복합재료는 강자성 거동을 보였으며 분산상의 평균 입자 크기가 감소함에 따라 증가된 보자력 값을 나타내었다. The powder mixture in which Fe-Ni alloy particles of 20 nm were homogeneously dispersed on $Al_2O_3$ particle surfaces was prepared by hydrogen reduction of $Al_2O_3$ and metal oxide powders. $Al_2O_3$/Fe-Ni nanocomposites fabricated by pressureless sintering were only composed of $Al_2O_3$ and ${gamma}$-Fe-Ni phases and achieved over 98% of the theoretical density at the sintering temperature above $1350^{\circ}C$. The highest strength and toughness of the composites were 574 MPa and 3.9 MP$a{\cdot}m1/2$, respectively. These values were about 20% higher than these of monolithic $Al_2O_3$ sintered at the same conditions. Nanocomposites showed ferromagnetic properties and coercive force was increased with decrease of the average particle size of dispersions.
소결분위기 제어에 의한 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/Fe-Ni 나노복합재료의 제조 및 특성
이홍재,정영근,오승탁,이재성,Lee, Hong-Jae,Jeong, Young-Keun,Oh, Sung-Tag,Lee, Jai-Sung,Sekino, Tohru 한국세라믹학회 2002 한국세라믹학회지 Vol.39 No.2
소결 분위기가 금속입자분산 세라믹스기 복합체의 미세 조직 및 물성에 미치는 영향에 대하여 조사하고자 화학적 방법으로 합성한 $Al_2O_3$/Fe-Ni 나노복합분말을 수소 및 아르곤 가스 분위기, 또한 소결온도 등으로 제어하여 열간가압 소결하였다. 수소분위기에서 소결한 복합체는 아르곤분위기의 경우보다 반응상 $FeAl_2O_4$의 형성이 억제되었으며, 증가된 파괴강도 및 인성 값을 나타내었다. 또한, 소결 온도를 낮추었을 경우 기지상 및 금속 분산상의 미세화와 향상된 기계적 성질을 얻을 수 있었다. 소결 조건에 따른 기계적 특성의 변화는 주로 반응상의 형성과 관련된 미세조직 특성에 의존하는 것으로 해석하였다. To investigate an effect of sintering atmosphere on microstructure and properties of metallic particle dispersed ceramic based composites, the powder mixtures of $Al_2O_3$/Fe-Ni, synthesized by chemical solution process, were hot-pressed under different atmospheres such as hydrogen or argon gas and different sintering temperature. Hot-pressed composite in a hydrogen atmosphere exhibited less reaction phase of $FeAl_2O_4$ and enhanced mechanical properties than that in an argon atmosphere. Furthermore, decreasing hot-pressing temperature produced a refinement of ceramic matrix and metallic dispersion particles as well as improvement of mechanical properties. The change of mechanical properties in the composites with different sintering conditions was explained by microstructural characteristics relating to reaction phase formation.