숭실대학교 신소재공학실험2 방탄재료 소결 결과보고서

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문서 내 토픽

• 1. 분말야금(소결)의 효과

  이번 실험에서는 분말야금(소결)의 효과를 이해하고, 소결에 사용되는 금속분말의 형태를 알아보았다. 또한 소결체의 상대 밀도와 기공도를 아르키메데스 원리를 이용하여 측정하였다.

• 2. 소결조제 SiO2의 효과

  소결조제로 실리카(SiO2)를 사용했는데, 이를 통해 소결체의 강도 및 경도 향상, 고온 안정성 증가, 표면 세기와 내마모성 향상 등의 효과를 확인할 수 있었다.

• 3. 소결체의 상대 밀도 및 겉보기 기공도 계산

  실험 결과, 실리카가 첨가된 소결체의 상대 밀도는 8.636g/ml, 겉보기 기공도는 30.6%로 나타났다. 실리카가 첨가되지 않은 소결체의 겉보기 기공도는 6.2%로 더 낮게 측정되었는데, 이는 실리카 첨가로 인한 크랙 발생 등의 영향으로 추정된다.

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• 1. 분말야금(소결)의 효과

  분말야금(소결)은 금속 및 세라믹 재료를 제조하는 데 널리 사용되는 기술입니다. 소결 공정을 통해 재료의 기계적, 전기적, 열적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 소결 온도, 시간, 분위기 등의 공정 변수를 조절하여 최적의 특성을 가진 제품을 생산할 수 있습니다. 또한 복잡한 형상의 부품 제조에도 활용되며, 기존 주조나 가공 공정에 비해 에너지 효율이 높고 폐기물 발생이 적다는 장점이 있습니다. 따라서 분말야금 기술은 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 하고 있으며, 지속적인 연구 개발을 통해 그 활용도가 더욱 확대될 것으로 기대됩니다.

• 2. 소결조제 SiO2의 효과

  소결조제로 사용되는 SiO2(이산화규소)는 소결 공정에서 중요한 역할을 합니다. SiO2는 소결 온도를 낮추고 소결 밀도를 높이는 데 도움을 줍니다. 이를 통해 에너지 절감과 함께 기계적 특성 향상을 기대할 수 있습니다. 또한 SiO2는 소결 과정에서 액상 형성을 촉진하여 입자 간 결합을 강화하는 역할을 합니다. 이러한 SiO2의 효과는 세라믹, 금속, 복합재료 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 다만 SiO2의 첨가량과 소결 조건을 적절히 조절해야 하며, 과도한 첨가는 오히려 특성 저하를 초래할 수 있습니다. 따라서 소결 공정에서 SiO2의 역할과 최적 사용량에 대한 심도 있는 연구가 필요할 것으로 보입니다.

• 3. 소결체의 상대 밀도 및 겉보기 기공도 계산

  소결체의 상대 밀도와 겉보기 기공도는 소결 공정의 중요한 품질 지표입니다. 상대 밀도는 이론 밀도 대비 실제 밀도의 비율을 나타내며, 높은 상대 밀도는 기계적 강도와 내구성 향상으로 이어집니다. 겉보기 기공도는 소결체 내부의 기공 체적 비율을 의미하며, 낮은 기공도는 치밀한 미세구조와 우수한 물성을 나타냅니다. 이러한 지표들은 소결 온도, 시간, 분위기 등의 공정 변수에 따라 달라지므로, 최적의 소결 조건을 찾기 위해서는 이들 지표를 정확히 측정하고 분석하는 것이 중요합니다. 또한 소결체의 용도와 요구 특성에 맞추어 상대 밀도와 기공도를 적절히 조절할 수 있어야 합니다. 이를 위해 다양한 분석 기법과 모델링 기술의 활용이 필요할 것으로 보입니다.