Abstract
The CuZnAl alloys have some advantages against other shape memory alloys, such as the widely variable transformation temperature, the low cost and easy fabrication. The alloys have been produced mostly by metallurgical methods. Thereby a tendency to large grain sizes is observed, which causes brittle properties of the materials. In order to avoid these deficiencies a special powder metallurgical process, SPS(spark plasma sintering), is applied in the present investigation. The starting materials were the pure (99.9 %) Cu, Zn and Al element powders with different particle size. The relatively fine grained and homogeneous Cu-24.78Zn-9.11Al (at.%) and Cu-13.22Zn-17.24Al (at.%) shape memory alloys were obtained using the powders with size of 75-150 $\mu$m. The average grain size is about 70 $\mu$m and the phases at room temperature are the austenitic and martensitic phase respectively.
CuZnAl계 형상기억합금은 경제성, 열간 가공성 등이 우수하며 변태온도의 조절이 쉬운 등 여러 장점을 가지고 있으나, 열간 가공 중에 결정립이 쉽게 커지며, 취성이 심하고, 열이력에 대해서 형상기억 효과가 빨리 감소되는 등의 단점이 있다. 이러한 단점들은 결정립크기를 미세화함으로써 어느 정도 해소할 수 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 Cu-24.78Zn-9.11Al(at.%)과 Cu-13.22Zn-17.24Al(at.%)의 조성을 갖으며 비교적 작은 결정립크기를 갖는 형상기억합금을 99.9% 이상의 순도를 갖는 Cu, Zn 및 Al원소분말을 이용하여 SPS(spark plasma sintering) 방법으로 제조하였다. SPS 공정을 통하여 원소분말을 이용한 합금화가 가능함을 확인하였으며, 75-150 $\mu \textrm{m}$ 크기의 원소분말을 이용하여 제조한 경우, 두 조성 모두에서 약 70$\mu$m 의 결정립크기를 얻을 수 있었으며, 조성에 따라 상온에서 오스테나이트 단상 혹은 마르텐사이트 단상을 나타냄을 확인하였다.
