Korean Journal of Materials Research (한국재료학회지)

Materials Research Society of Korea (한국재료학회)
권호 표지

Effect of Heating Rate on Self-Propagating, High-Temperature Synthesis of $TiAl_3$ Intermetallic from Multi-Layered Elemental Foils

다층원소박판에서 $TiAl_3$의 고온자전합성에 미치는 승온속도의 영향

  • Kim, Yeon-Uk (Department of Materials Science & Engineering, Keimyung University) ;
  • Kim, Byeong-Gwan (Department of Materials Science Engineering, Keimyung University) ;
  • Nam, Tae-Un (Dept. of Metallurgy and Materials Science, Hanyang University) ;
  • Heo, Bo-Yeong (Department of Metallurical & Materials Engineering, Kyung Sang Natoinal University) ;
  • Kim, Yeong-Jik (Dept.of Metallurgical Engineering, Sungkyunkwan University)
  • 김연욱 (계명대학교 재료공학과) ;
  • 김병관 (계명대학교 재료공학과) ;
  • 남태운 (한양대학교 금속재료공학과) ;
  • 허보영 (경상대학교 금속재료공학과) ;
  • 김영직 (성균관대학교 금속공학과)
  • Published : 1998.11.01
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Abstract

Titanium aluminide intermetallic compound was formed from high purity elemental Ti and A1 foils by selfpropagating, high-temperature synthesis(SHS1 in hot press. Formation of $TiAl_3$ intermetallics at the interface between Ti and Al foil was observed to be controlled by temperature, pressure and heating rate. Especially, the heating rate is the most important role to form intermetallic compound by SHS reaction. According to DTA experiment, the SHS reactions appeared at two different temperatures below and above the melting point of Al. It was also observed that both SHS reaction temperatures increased with increasing the heating rate. After the SHS reaction of alternatively layered 10 Ti and 9 A1 foils at the heating rate of $20^{\circ}C$/min, the $700\mu\textrm{m}$ thick titanium aluminide sheet was formed by heat treatment at $810^{\circ}C$ for 4hours.

Ti 과 AI의 고순도 원소 박판을 이용하여 열간프레스장치에서 고온자전합성법으로 TiAI계 금속간화합물을 제조하였다. 원소 박판에서 $TiAl_3$ 금속간화합물을 제조하는 데 승온속도, 압력, 온도 등의 변수가 고온자전합성에 영향을 미치는 중요한 인자다. 특히 승온속도는 반응합성온도를 결정하는 인자로서 본 실험에서 DTA 분석을 이용하여 공정변수를 결정하였다. DTA 분석결과에 따르면, Ti와 AI의 계면에서 반응합성은 AI의 용융점 이하와 이상의 온도에서 두 번 발생함을 알 수 있다. 또한 승온속도가 증가할수록 두 반응합성온도는 증가하였다. 10층의 Ti 박판과 9층의 AI 박판을 $20^{\circ}C$/min의 승온속도로 고온자전합성시킨 후, $810^{\circ}C$와 240MPa의 압력에서 4시간 동안 열처리한 결과 $700\mu\textrm{m}$ 두께의 TiAI계 금속간화합물 판재를 제조하였으며, XRD 회절과 SEM으로 확인하였다.

Keywords

References

  1. Advanced Materials and Processes v.2 Advances in Itermetallics J.D.Destefani
  2. Microstructure/Properties Relationship in Titanium Aluminide v.387 R.G,Rowe;Y.W.Kim(ed.);R.R.Boyer(ed.)
  3. MRS Symosium Proc. v.39 H.A.Lipsitt
  4. MRS Syposium Proc. v.133 D.H.Dimiduk;D.B.Miracle
  5. Acta Met. v.22 A.Gysler;G.Luetjering;V.Gerofold
  6. Z.Metallkde v.7 S.Sridharan;H.Nowotny
  7. J. Mater. Res. v.3 T.Hanamura;R.Uemori;M.Tanino
  8. Acta Metall. v.21 no.A D.Banerjee;A.K.Gogia;T.K.Nandi;V.A.Joshi
  9. Fizik. Khim. Sovrem. Problem v.6 Self-Propagating High-Temperature Synthesis A.G.Merzhanov
  10. Am. Ceram. Soc. Bull. v.64 no.2 O.Yamada;Y.Miyamoto;M.Koizumi
  11. J. Mater. Sci. v.21 J.B.Holt;Z.A.Munir
  12. Mater. Sci. Eng. v.155A J.Kajuch;J.D.Rigney;J.J.Lewandowski
  13. J. Mater. Sci.2 Lett. v.12 H.E.Maupin;J.C.Rawers
  14. J. Mater. Sci. Lett. v.13 J.C.Rawerts;J.S.Hansen;J.A.Hawk;D.E.Alman
  15. Int. J. Self-Prop. High Temp. Syn v.2 no.1 R.C.Rawers;D.E.Alman;J.A.Hawk
  16. Acta Metall. v.36 D.Banerjee;A.K.Gogia;T.K.Nandy;V.A.Joshi
  17. Mater. Sci. Eng. v.152A V.R.Kattner;W.J.Botinger
  18. Z. Mettallkd v.83 S.Kroll;H.Mehrer;N.Stolwijik;C.Herzig;R.Rosenkranz;G.Frommeyer
  19. Ceramic Bulletin v.67 no.2 Z.A.Munir
  20. J. Materials Science v.27 J.C.Rawers;W.R.Wrzesinski
  21. Binart Alloy Phase Diagram v.1 T.B.Massalski;J.L.Marray(ed.);S.H.Bennett(ed.);H.Baker(ed.)