Fe-l7Cr-2M(M=Si, Nb, Mo)합금분말을 Electrode Rotating Atomizer로 제조한 후 성형하여 소결한 시편의 첨가원소, 성형 압력 및 소결온도 에 따른 교류자기특성의 변화를 체계적으로 조사하였다 제조된 Fe-l7Cr-2M(M=Si, Nb, Mo) 합금분말의 형상은 구형이며, 포화자화값은 Mo와 Nb을 첨가한 Fe-l7Cr-2Mo과 Fe-l7Cr-Nb의 경우 약 155 emu/g로 Si을 첨가한 경우보다 크다. 성형압력 12 ton/$cm^2$, 소결온도 1200 $^{\circ}C$에서 제조된 Fe-l7Cr-2M(M=Si, Nb, Mo)합금분말 소결체의 진폭비 투자율은 주파수, f=1 kHz에서 3~5 Oe의 인가자장 범위에서 가장 크다. 전력손실은 인가자장 H$_{a}$ =5 Oe, 주파수 f=1 kHz에서 Fe-l7Cr-2Nb 경우 40 mW/cc로 Si이나 Mo를 첨가한 경우 보다 약 1/2값을 나타낸다.
$Fe_2O_3$, Al, Cr과 Si 분말을 고 에너지 볼 밀링해서 나노분말을 제조한 후 고주파유도 가열 활성 연소합성 장치로 1분 이내의 짧은 시간에 합성 및 소결한 $Al_2O_3+4.65(Fe_{0.43}Cr_{0.17}Al_{0.323}Si_{0.077})$, $Al_2O_3$ + 5.33 ($Fe_{0.375}Cr_{0.11}Al_{0.3}Si_{0.075}$), $Al_2O_3$ + 6.15 ($Fe_{0.325}Cr_{0.155}Al_{0.448}Si_{0.072}$), $Al_2O_3$ + 3.3 ($Fe_{0.6}Cr_{0.3}Al_{0.6}$) 소결체 시편을 $700^{\circ}C$의 온도에서 100시간 동안 공기 중에서 산화 및 $N_2-H_20-H_2S$ 혼합 가스 내에서 황화 부식을 실시하였다. 그 결과 산화 및 황화 부식 후에 ${\alpha}-Al_2O_3$가 표면에 생성되어 보호 피막으로 작용하여 우수한 내식성을 보였다.
두께 1 ${\mu}m$ 정도의 연자성 Fe-Si-Cr 합금 박편을 편상화 가공을 실시한 그대로 및 500과 $700^{\circ}C$에서 1시간 어닐링한 후 이를 폴리머 중에 분산시켜 준마이크로파 대역의 전자파 노이즈 억제용 복합 시트를 제조하여, 자성 합금의 열처리가 전자파 전송 손실(전력 손실)에 미치는 영향을 조사하였다. 합금 분말을 어닐링하지 않은 것이 어닐링한 분말을 사용한 경우보다 수 GHz의 주파수 대역에서 전력 손실의 크기가 증가하였다. 이 때 복소 투자율의 허수항 크기도 어닐링을 하지 않았을 때 더 큰 값을 나타내었는바 편상화 가공 상태의 자성 분말을 사용한 복합 시트가 우수한 전자파 노이즈 흡수 특성을 가지며, 이에는 그의 높은 복소 투자율의 허수항 크기가 기여하고 있는 것으로 판단되었다. 반면 편상화 시킨 합금 박편을 어닐링 한 경우에는 와전류 효과의 증대에 따라 복소 투자율이 낮아지고 따라서 전력 손실도 저하되는 것으로 생각되었다.
전기비저항이 높아 1 MHz 이상 고주파용 코어재료로 적합한 Fe-9%Si-2%Cr 합금분말의 열처리 온도에 따른 투자율 거동과 규칙-비규칙 전이에 대해 연구하였다. 분무과정에서 B2 규칙상의 생성이 억제되지 않았으며, $550^{\circ}C$ 이상에서 열처리 했을 경우 $DO_3$ 상의 회절선을 검출할 수 있었다. 열처리 온도가 증가할수록 격자상수와 보자력은 감소하였으나 $450^{\circ}C$에서 보자력의 갑작스런 큰 증가가 있었다. $150^{\circ}C$의 비교적 낮은 열처리 온도에서 가장 높은 투자율을 나타내었고, 이후 열처리 온도가 증가할수록 투자율은 감소하였다. 이상의 거동은 $DO_3$ 규칙상의 생성과 이에 따른 비저항의 변화로 설명할 수 있었다.
In this study, a nanocrystalline FeNiCrMoMnSiC alloy was fabricated, and its austenite stability, microstructure, and mechanical properties were investigated. A sintered FeNiCrMoMnSiC alloy sample with nanosized crystal was obtained by high-energy ball milling and spark plasma sintering. The sintering behavior was investigated by measuring the displacement according to the temperature of the sintered body. Through microstructural analysis, it was confirmed that a compact sintered body with few pores was produced, and cementite was formed. The stability of the austenite phase in the sintered samples was evaluated by X-ray diffraction analysis and electron backscatter diffraction. Results revealed a measured value of 51.6% and that the alloy had seven times more austenite stability than AISI 4340 wrought steel. The hardness of the sintered alloy was 60.4 HRC, which was up to 2.4 times higher than that of wrought steel.
Optical microstructures and mechanical properties of Na gas atomized Al-20Si-5Fe alloying powder and its hot extrudates were studied on 3 different types of powder size distribution. This powder showed the size distribution of 10~210 $\mu\textrm{m}$. Also the microstructures of $\alpha$-Al, primary and eutectic Si and needle shaped intermetallic compounds were observed by optical microscope. These needle shaped intermetallic compounds were identified as ${\delta}Al_4FeSi_2$- by XRD and EDX analysis. The ultimate tensile strength(UTS) of these alloy extrudates was increased from 324 to 390 MPa with decreasing powder size range from 120~210 $\mu\textrm{m}$ to 10~64 $\mu\textrm{m}$. A value of Micro-vic-kers hardness was simillar to the result of UTS. These extrudates showed better wear resistance than those of Al-20Si-2X(X : Ni, Cr, Zr), although they are insensitive to the size distribution. These results indicate that the presentation of ${\delta}Al_4FeSi_2$ intermetallic compounds contributed to the wear resistance improvement.
The effects of magnetic powder thickness on electromagnetic wave absorption characteristics in Fe-6.5Si-0.9Cr (wt%) alloy flakes/polymer composite sheets available for quasi-microwave band have been investigated. The atomized FeSiCr powders were milled by using attritor for 12, 24, and 36 h, powder thickness changed from $40{\mu}m$ to $3{\mu}m$ upon 36 h milling. The composite sheet, including thinned magnetic flakes, exhibited higher power loss in the GHz frequency range as compared with the sheets having thick flakes. Moreover, both the complex permeability and the loss factor increased with the decrease in thickness of the alloy flakes. Therefore, the enhanced power loss property of the sheets containing thin alloy flakes was attributed to the flakes of high complex permeability, especially their imaginary part. Additionally, the complex permittivity was also increased with the reduction of flake thickness, and this behavior was considered to be helpful for improvement of the electromagnetic wave absorption characteristics in the composite sheets, including thin alloy flakes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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