초록
본 연구에서는 기지금속과의 고상이나 액상의 고용한이 거의 없는 금속-카본(carbon)계에서 고에너지 볼밀공정을 이용하여 고체 윤활 청동베어링용 Cu-C-X계 나노복합금속분말을 제조하고자 하였다. Cu-10wt.%C-5wt.%AI과 Cu-10wt.%C-5wt.%Fe의 혼합분말을 이르곤 분위기의 attritor내에서 기계적 합금화한 후 Cu-C-X의 나노복합금속분말의 미세조직 특성을 조사하였다. AI, Fe를 첨가하였을 때 10시간 이상의 MA공정에서부터 약 $10\mu\textrm{m}$이하의 미세한 Cu-C-X나노복합금속분말을 얻을 수 있었으며, MA 시간에 따른 분말의 형상과 미세구조 변화는 금속-금속계의 MA 과정과 유사하게 진행되는 것을 알 수 있었다. Cu-C-X 나노복합금속분말의 X-선 회절시험 결과, MA 시간에 따라 Cu와 C분말의 회절피크의 폭은 넓어지고 회절강도는 감소하였으며, 특히 흑연피크의 MA시간에 따른 소멸은 흑연의 낮은 원자산란계수 때문에 의한 X-선 흡수 영향으로 고찰하였다. Williamson-Hall식으로 계산된 Cu-C-X 나노복합금속분말내의 Cu의 결정립은 15시간 이상의 MA공정에서부터 약 10nm이하의 크기를 가졌으며, TEM 분석결과로는 불규칙한 형상의 약 10-30nm 크기로 복합화된 Cu결정립을 확인할 수 있었다.
In metal-carbon system with no mutual solubility between matrix and alloying elements as solid or liquid phases, Cu-C-X nanocomposite metal powders were prepared by high energy ball milling for solid-lubricating bronze bearings. Elemental powder mixtures of Cu-lOwt.%C- 5wt. %Fe and Cu- lOwt. %C- 5wt. %Al were mechanically alloyed with an attritor in an argon atmosphere, and then microstructural evolution of the Cu-C-X nanocomposite metal powders was examined. It has been found that after 10 hours of MA, the approximately 10$\mu\textrm{m}$ sized Cu-C- X nanocomposite metal powders can be produced in both compositions. Morphological characteristics and microstructural evolution of the Cu-C-X powders have shown a similar MA procedure compared to those of metal-metal system. As a result of X - ray diffraction analysis, diffraction peaks of Cu and C were broaden and peak intensities were decreased as a function of MA time. Especially, the gradual disappearance of C peaks in the X- ray spectra is proved to be due to the lower atomic scattering factor of C. The calculated Cu crystallite sizes in Cu- C- X nanocomposite metal powders by Williamson- Hall equation were about lOnm size, on the other hand, the observed ones by TEM were in the range of 10 to 30nm.
