The Spontaneous Infiltration Mechanism of Molten Al Alloy to AI$_2$O$_3$ Preform

AI$_2$O$_3$ Preform에 대한 용융 Al 합금의 자발적 침윤 기구

  • 이동윤 (한국과학기술연구원 복합기능세라믹스연구센터) ;
  • 박상환 (한국과학기술연구원 복합기능세라믹스연구센터) ;
  • 이동복 (성균관대학교 공과대학 금속공학과)
  • Published : 1998.07.01

Abstract

The wetting behavior and the characteristic of spontaneous infiltration of pure Al and Al-(Si)-Mg alloys on {{{{ { {Al }_{ 2} O}_{3 } }} in vacuum argon and nitrogen atmosphere were investigated to find out the spontaneous in-filtration mechanism. The wetting of molten Al and Al alloys on {{{{ { {Al }_{ 2} O}_{3 } }} was only possible in cacuum at-mosphere but the sponataneous infiltration of molten Al-(Si)-Mg alloys was successfully made on {{{{ { {Al }_{ 2} O}_{3 } }} pre-form in nitrogen atmoshpere. The difference of wettability and spontaneous infiltration of molten Al and Al alloys on {{{{ { {Al }_{ 2} O}_{3 } }} were found to be related to formation of the Mg-N compound coated layer on {{{{ { {Al }_{ 2} O}_{3 } }} particles which was believd to increase wettability of molten Al alloys on {{{{ { {Al }_{ 2} O}_{3 }.

Al2O3에 대한 용융 Al의 자발적 침윤 기구를 밝히기 위하여 순수한 Al 및 Al-(Si)-Mg 합금의 Al2O3에 대한 wet-ting angle과 침윤 특성을 진공, 아르곤, 그리고 질소분위기에서 관찰하였다. Al2O3에 대한 용융 Al 및 Al 합금의 wetting은 진공 분위기에서만 이루어졌으나, Al2O3에 대한 용융 Al 합금의 자발적 침윤은 질소 분위기하 Al 합금에 합금 원소로써 Mg가 함유되었을 때에 일어났다. Al2O3에 대한 용융 Al 및 Al 합금의 wettability와 자발적 침윤 특성의 차이는 Al2O3 표면에 형성되는 Mg-N화합물에 직접적인 영향을 받는 것으로 나타났다. Al2O3 입자 표면에 얇게 형성되는 Mg와 질소의 화합물 즉, Mg3N2가 Al2O3에 대한 용윤 Al 합금의 wettability를 향상시켜 $700^{\circ}C$의 온도에서도 Al 합금의 자발적 침윤이 가능하여 Al/Al2O3 복합재료를 무가압 상태에서 제조할 수 있었다.

Keywords

References

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