Thixoforming Characteristics of Metal Matrix Composites (Phase identification of $SiC_p/AZ91HP$ Mg composite)

금속기 복합재료의 틱소포밍 특성 ($SiC_p/AZ91HP$ Mg 복합재료의 상분석을 중심으로)

The stirred and thixoformed $SiC_p/AZ91HP$ Mg composites are studied on the basis of microstructural analysis using transmission electron microscopy (TEM). The products of interfacial reaction are identified as $Mg_2Si$, MgO and $Mg_{17}Al_{12}$ phases and the crystallized phases are found to be orthorhmbic $Al_6Mn$ and decagonal T phases. It is shown that $Mg_2Si$ and $Mg_{17}Al_{12}$ phases are found at the surface of $SiC_p$ and $Al_6Mn$ is found near interface and crystallized on the matrix. Phase identification is carried out by crystallographic work based on primitive cell volume, zero order Laue zone (ZOLZ) patterns and single convergent beam electron diffraction (CBED) patterns containing higher order Laue zone ring from a nanosized region.

교반관법으로 제조한 $AZ91HP/SiC_p$ Mg 복합재료를 틱소포팅하여 미세조직과 존재상들을 조사하였다. $AZ91HP/SiC_p$ Mg 복합재료를 반응고 가공시 액상율 50% 이상에서 완전 충전이 이루어겼으며 전형적인 반응고 조직을 보였다. 복합재료내의 강화상이 초정 $\alpha$상의 합체, 조대화를 억제하여 보다 용이하게 thixotropic 조직을 가질 수 있었다. TEM 관찰결과, 복합재료내의 계면반응 생성물은 MgO, $Mg_2Si$ 및 $Al_{12}Mg_{17}$등이며, 직접 가압시 정출상으로 나타나는 비평형상인 decagonal T상이 관찰되었으며, 이 상은 간접가압시 안정상인 $Al_6Mn$의 형태로 관찰되었다. 이는 간접가압시 승온시간이 직접가압보다 상대적으로 길어, 비평형의 decagonal T상이 안정한 $Al_6Mn$상으로 생성된 것으로 판단된다. 아직까지 생성과정이 명확하진 않으나 교반관법으로 제조 후, 2차가압 성형시 비평형상의 존재는 재료의 강화에 기여할 것으로 판단된다.