| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 가을 (11/06 ~ 11/08, 제주롯데호텔) |
| 권호 | 19권 2호 |
| 발표분야 | C. 에너지/환경 재료(Energy and Environmental Materials) |
| 제목 | Al-Cu합금 발포금속의 조직과 에너지흡수 특성에 관한 연구 |
| 초록 | 1. 서론 발포금속은 내부에 기공을 포함하는 재료로서 경량 고강도, 우수한 에너지 흡수능 및 낮은 열전도도 등의 특성을 가진다. 최근 발포금속의 충격 에너지 흡수 특성을 이용한 에너지 흡수재료를 얻기 위한 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 강도를 높이기 위하여 고강도Al-Cu합금에 발포제를 투입하여 제조된 발포금속의 매크로조직 및 미세조직을 관찰, 기공의 크기에 따른 발포금속의 기계적 특성을 비교하였다. 2. 실험방법 Al-Cu합금을 용해하여 발포금속을 제조한 후 밀도, 기공율, 기공크기를 측정하였다. 시편을 연마한 뒤 금속현미경(Nikon)과 주사전자현미경(Jeol, JSM-5600)을 이용하여 미세조직 관찰 및 EDS분석을 통해 기계적 특성과의 상관관계를 알아보았다. 만능재료시험기(Shimadzu AG 10TG)를 사용하여 압축시험을 실시하였고 이를 통해 에너지 흡수량을 계산하였다. 3. 결과 Al-5wt.%Cu합금 발포금속은 710℃, 730℃, 750℃의 발포온도에서 평균 기공크기는 2.2mm, 3.2mm, 4.1mm, 기공율은 91%, 92%, 94% 증가하였다. 발포온도 730℃에 Cu첨가량을 2.5wt.%, 5.0wt.%, 7.5wt.% 증가시켰을 때 평균 기공크기, 기공율은 3.1mm, 92%였다. 미세조직은 라멜라 상의 공정조직이 나타났다. 점증제, 발포제로 첨가된 Ca, Ti에 의해 Al-Cu합금에서 볼 수 없는 산화물이 생성되었다. 압축시험 결과 Al-5wt.%Cu합금 발포금속의 기공크기가 2.2mm, 3.2mm, 4.1mm 증가함에 따라 압축강도는 1.95MPa, 1.48MPa, 0.98MPa로 감소하였으며, 에너지 흡수량은 43.68J, 34.48J, 21.20J로 감소하였다. Cu첨가량에 따른 압축시험결과 2.5wt.%Cu일 때 51.36J로 가장 뛰어난 에너지 흡수량을 보였다. 4. 결론 Al-Cu합금 발포금속은 Al-Cu합금에서 관찰할 수 있는 미세조직과 더불어 점증제와 발포제로 첨가된 Ca, Ti에 의한 산화물이 관찰되었다. 압축시험 결과 기공크기가 증가함에 따라 압축강도는 감소하였고 에너지 흡수량 또한 감소하였다. Cu첨가량이 2.5wt.%일 때 가장 높은 에너지 흡수량을 보였다. |
| 저자 | 배경덕1, 허보영2, 백용현3, 한제오4 |
| 소속 | 1ERI, 2MM&Eng, 3GyeongSang National Univ., 4Jinju |
| 키워드 | 발포금속; Al-Cu합금; 기공율; 흡수에너지 |
