고온 소결 장치, 아르키메데스 법을 이용한 소결체의 소결온도에 따른 소결밀도, 상대밀도 측정

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
1) 소결 (Sintering)
2) 아르키메데스 밀도 측정법
3) SPS ( Spark Plasma Sintering ) 방전 플라즈마 소결법

3. 실험 방법
1) 실험 준비물
2) 실험 과정

4. 실험 결과

5. 결론 및 고찰

6. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
소결의 원리를 이해하고 소결온도에 따라 만들어진 소결체의 특성의 변화를 관찰하고 그 요인에 대해 알아본다.

2. 실험 이론
1) 소결 (Sintering)
① 정의
열적 활성화 과정의 하나로 고온에서의 입자 상호간의 접합을 말하며 고상소결과 액상소결이 있다. 고상소결은 융점 아래에서 고체 상태의 원자간 확산 현상에 의해 일어나며, 융점 이상까지 온도를 올려 액상을 수반하는 경우는 액상 소결이다.
② 구동력
분말이 가지는 높은 표면에너지를 낮추고자 하는 원자의 이동에 의해 소결이 일어난다. 단 위 체적당 표면 에너지는 입자크기에 반비례하므로, 입자크기가 작을수록 소결이 더 빨리 일어난다. 입자표면, 결정입계, 결정격자를 통해 원자 확산이 일어난다. 결정질 고체에서 거의 모든 입자접촉은 입계 및 그 와 관련된 입계 에너지를 형성한다. 그래서 목(neck)이 성장 하면 표면에너지는 제거되지만 입계에너지는 증가하게 된다. 이 목(neck)의 성장은 표면에너지의 감소가 입계에너지의 증 가보다 더 클 때 일어난다. 구동력 또는 소결응력은 미세구조 의 곡율로부터 나온다.
소결기구는 통상 표면, 입계 또는 결정격자를 통해 일어나는 확산공정이므로 고온에서 움직이기에 필요한 충분한 에너지를 갖고 있는 원자의 수는 아레니우스의 온도 관계로부터 유도한 식인..

<중 략>

③ 소결에 있어서 조직변화
- 초기단계 initial stage : 입자 간에 neck이 급속하게 성장하고 일반적으로 큰 곡률 구배를 가지는 미세조직이다 neck size 비가 작고 수축도 적다. 결정립의 크기는 초기 입자 크기보다 크지 않다.
- 중간 단계 intermediate stage : 기공조직이 평활화되고 성형체의 특성이 증가함에 따라 기공은 상호 연결된 원주형상을 가진다. 입자성장은 중간단계의 후반부에 발생하게 되며 평균 입경은 증가하고 입자수는 감소한다. 결정립의 크기는 초기의 입자크기보다도 커지 게 된다. 또한 이론밀도의 70~92%에 해당된다.

참고 자료

분말재료 및 공정 (한국분말야금학회)