진공 아크 용해로를 이용한 비정질합금 제조

소개

여러 가지 우수한 특성을 가지고 있는 새로운 재료인 비정질합금의 제조방법 중 하나인 진공 아크 용해로 사용법을 배우고 그 원리를 이해한다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
1) 비정질 (Amorphous)
2) 진공 아크 용해로 (Vacuum Arc Melting Furnace)

3. 실험 방법
1) 실험 장비
2) 실험 과정

4. 실험 결과

5. 결론 및 고찰
1) 고찰
2) 결론

6. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적

여러 가지 우수한 특성을 가지고 있는 새로운 재료인 비정질합금의 제조방법 중 하나인 진공 아크 용해로 사용법을 배우고 그 원리를 이해한다.

2. 실험 이론

1) 비정질 (Amorphous)

① 비정질 (Amorphous)의 정의
결정은 원자의 규칙적인 배열이 주기적으로 반복되어 장범위, 단범위 규칙성이 존재하는 것을 말한다. 반면 비(결)정질은 원자의 규칙적인 배열을 가지고는 있으나 단범위 규칙만을 가지며 전체적으로는 원자의 배열의 규칙성이 없는 상태를 말한다.
비정질 금속재료의 경우 기본 결정질 금속재료에 비해 고강도, 고내식성, 연자성 등의 우수한 특성을 가지고 있다는 특징이 있다.
비정질을 만들기 위해서는 공정(eutectic)형 상태도가 필요하며 정해져있는 결정면이 없기 떄문에 브레그 법칙이 성립되지 않고 특정 지을 수 없다. TEM 전자선 회절에서 Ring 패턴, XRD에서 Halo패턴이 나온다.

② 비정질 (Amorphous) 합금이 잘 되는 조건
① 저융점인 공정(eutectic)점 부근의 조성 (Deep Eutectic)

<중 략>

2) 진공 아크 용해로 (Vacuum Arc Melting Furnace)
고진공 분위기에서 챔버 내부에서 전극과 모재사이에 아크를 발생시켜 녹이고 다시 그것을 냉각시키며 합금을 만든다. 비정질 합금 제조 시 버튼형의 둥근 비정질 합금이 형성된다.

① Vacuum System 진공 개략도
챔버 내부를 진공으로 만드는 방법은 먼저 Chamber벨브를 잠그고 난후 R/V를 연다. 그후 공기가 로터리 펌프로 빠져나가게 되고 그 후에 R/V를 잠근다. torr에 도달 하게되면 F/V를 열고 H/V를 연다. 그러면 공기의 흐름이 Chamber에서 DP로 이동하게 되고 공기가 DP를 거쳐 RP로 이동한다. DP에서 torr까지 진공을 빼낸다. 용해를 하기 위해 다시 H/V를 잠궈 주고 Chamber에 Ar 가스를 주입하기 위해 Gas/V를 연다.

참고자료

· 비정질 공학 및 실험 강의 자료
· 분말재료 및 공정 (Randall M. German 저, 한국분말야금학회)
· http://marriott.tistory.com/39 (로터리 펌프, 디퓨전 펌프 사진 및 설명)