KR100285235B1 - 큐브구조를 갖는 이종접합 금속재 및 이의 제조방법 - Google Patents

큐브구조를 갖는 이종접합 금속재 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 90% 이상의 높은 압연 율로 가공한 후 이를 고진공 및 불활성 분위기 하에서 재결정 온도 이상에서의 열처리 공정을 통해 {100｝〈001〉 집합조직을 갖는 금속(니켈, 구리, 알루미늄, 은)을 스테인레스 스틸, 하스텔로이, 은 등 다른 금속과 이종 접합시킨 후 이를 압연 및 열처리를 통해 제조한 복합재와 이의 제조 방법에 관한 것이다.
접합시키는 여러 금속의 조합 및 조합비율을 바꾸어 접합 재의 기계적, 자기적, 전기적 성질을 사용하고자 하는 목적에 따라 변화시킬 수 있는 동시에 접합재의 한쪽 또는 양쪽 표면층 모두가 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 이중접합 금속제 및 이의 제조방법이다.
본 발명에서는 니켈 금속이 갖는 ｛100｝〈001〉 집합조직을 형성하는 특성을 유지하면서, 니켈과 다른 금속과 접합시킨 복합재를 만들어 이를 압연 및 재결정 공정을 거쳐 금속의 표면부에 ｛100｝〈001〉 집합조직을 형성시키고 그 위에 산화세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia)등 세라믹층을 에피택시알하게 증착시킬 수 있게 하는 방법이다.

Description

큐브구조를 갖는 이종접합 금속재 및 이의 제조방법
본 발명은 큐브구조를 갖는 이종접합 금속재 및 이의 제조방법에 관한 것으로 더 상세하게는 90% 이상의 높은 압연율로 가공한 후 이를 고진공이나 불활성 분위기 또는 환원성 분위기 하에서 재결정 온도 이상에서의 열처리 공정을 통해 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 금속(니켈, 구리, 알루미늄, 은)을 스테인레스 스틸, 하스텔로이, 은 등 다른 금속과 이종 접합시킨 후 이를 압연 및 열처리를 통해 제조한 복합재 및 이의 제조방법이며 또한 접합재의 기계적, 자기적, 전기적 성질을 접합시키는 여러 금속의 조합 및 조합비율을 바꾸어 사용하고자 하는 목적에 따라 변화시킬 수 있는 동시에 접합재의 한쪽 또는 양쪽 표면층 모두가 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 이종접합 금속재 및 이의 제조방법이다.
일반적으로 니켈, 구리, 알루미늄, 은 등의 입방정 금속은 압연 및 열처리를 하면 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 것으로 알려지고 있다.
｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 이들 금속모재를 이용하여 이들 금속모재 위에 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 산화세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등의 세라믹 층을 에피택시알(epitaxial)하게 증착시킨 후 다시 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 초전도 박막을 에피택시알하게 증착시키면 휨변형에 저항성을 갖는 동시에 높은 임계전류밀도(Jc)를 갖는 초전도 전도체를 만들 수 있다.
이때 산화세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹 층은 금속모재로부터 초전도 박막으로 금속 원소의 확산을 차단하여 초전도박막 성질이 저하되는 것을 방지하는 역할을 갖는다.
금속 모재는 에피택시알한 성장을 통해 산화세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹층이 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖게 하는 역할을 한다.
이와 동시에 금속 모재는 취성이 강한 산화세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹층과 (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 초전도 박막의 휨변형이 가능하게 한다.
따라서 금속 모재가 갖추어야 할 성질로는 ｛100｝〈001〉 집합조직이 잘 발달되어야 하며 산화세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹층과 화학적 반응이 없어야 한다.
최근에 미국의 Oak Ridge National Laboratory에서는 압연 및 열처리를 통해 제조한 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 니켈 위에 산화세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹층을 에피택시알하게 증착시킨 소위 RABiTS (Rolling Assisted Bi-axially Textured Substrate) 위에 다시 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 초전도 박막을 에피택시알하게 증착시켜 휨변형에 저항성을 갖는 동시에 Jc ~ 1x 106A/㎠의 높은 임계전류밀도(Jc)를 갖는 초전도 전도체를 만들었다.
그러나 니켈 금속은 대표적인 훼로마그네티즘(Ferromagnetism)을 갖는 물질로서 교류전류에서 사용하는 경우에 마그네틱 히스테리시스 손실(Magnetic hysteresis loss)이 발생하는 단점으로 인하여 응용에 제약을 받는다.
또한 니켈 금속은 냉간 가공된 상태에서는 기계적 강도가 높으나 열처리를 거치면 기계적 강도가 저하되어 실제 전력송전선, 배전선 및 코일 등으로 가공할 때 기계적 응력에 의하여 쉽게 변형되는 단점이 있으므로 이의 개선이 필요하다.
｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 금속모재를 제조하기 위해 종래에 사용된 기술은 순도가 높은 니켈, 구리, 알루미늄, 은을 90% 이상의 높은 압연율로 가공한 후 이를 고진공이나 불활성 기체 분위기 또는 환원성 분위기 하에서 1차 재결정이 일어나는 온도이상의 열처리 공정을 통해 ｛100｝〈001〉 집합조직을 형성시켜 사용하였다.
그런데 우수한 ｛100｝〈001〉 집합조직을 가지는 니켈, 구리, 알루미늄, 은을 압연 및 열처리를 통해 제조하려면 이들의 순도가 99% 이상으로 높아야 하므로 만들어지는 선재의 기계적, 전기적, 자기적 성질을 바꾸기 위한 합금화가 제한되었다.
따라서 좋은 ｛100｝〈001〉 집합조직을 유지하면서 선재의 기계적, 전기적, 자기적 성질을 원하는 방향으로 바꾸기 어려웠다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 금속모재에서 ｛100｝〈001〉 발달 정도를 희생시키지 않으면서 금속 모재의 기계적 전기적 자기적 열적 성질 등을 사용 목적에 맞게 변화시키기 위하여, 금속모재와 다른 금속을 접합시킨 바이메탈(Bimetal)을 만들어 이를 압연 및 재결정 공정을 거쳐 바이메탈의 표면부에 ｛100｝〈001〉 집합조직을 형성시키고 그 위에 CeO2, YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹층을 에피택시알하게 증착시킬 수 있게하는 이종접합 금속재 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 단일 금속모재 위에 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 산화세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등의 세라믹층이 에피택시알하게 증착되고, 다시 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 초전도 박막을 에피택시알(epitaxial)하게 증착시켜 구성되는 휨변형에 저항성을 갖음과 동시에 높은 임계전류밀도(Jc)를 갖는 초전도 전도체에 있어서, 상기 단일 금속모재를 금속모재 A(니켈, 구리, 알루미늄, 은 중의 어느 하나)와 기계적, 전기적, 자기적 성질이 서로 다른 금속 B(은 또는 은 합금), C(스테인레스 스틸, 하스텔로이 중의 어느 하나)로 이종접합한 후 압연 및 열처리를 행하여 표면중 적어도 한면이 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 다층의 이종접합 금속재로 구성시킨 것을 특징으로 하는 큐브구조를 갖는 이종접합 금속재를 제공함으로써 달성된다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 단일 금속모재 위에 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 산화세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등의 세라믹층이 에피택시알하게 증착되고, 다시 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 초전도 박막을 에피택시알하게 증착시켜 구성되는 휨변형에 저항성을 갖음과 동시에 높은 임계전류밀도(Jc)를 갖는 초전도 전도체의 제조방법에 있어서, 상기 단일 금속모재를 금속모재 A(니켈, 구리, 알루미늄, 은 중의 어느 하나)와 기계적, 전기적, 자기적 성질이 서로 다른 금속 B(은 또는 은 합금), C(스테인레스 스틸, 하스텔로이 중의 어느 하나)를 이종접합한 후 90% 이상의 압연율로 냉간 압연하여 얇은 판재를 만들고 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리(승온온도 500℃/h)하여 표면중 적어도 한면이 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 다층의 이종접합 금속재를 제조하되, 상기 금속모재 A와 금속 C를 접합할 때 금속 A와 금속 C의 융점보다 융점이 낮은 금속 또는 합금 B를 금속 A와 금속 C사이에 삽입한 후 진공 또는 불활성 분위기에서 금속 또는 합금 B의 융점이상의 온도로 가열하고, 접합하고자 하는 금속 사이에 확산방지 기능을 하는 금속을 사용하여 제조하는 방법을 특징으로 하는 큐브구조를 갖는 이종접합 금속재의 제조방법을 제공함으로써 달성된다.
제1도는 본 발명 니켈/은 복합판재의 단면모식도.
제2도는 본 발명 니켈/은 복합판재에서 니켈 표면의 (111) 극점도.
제3도는 본 발명 니켈/은 복합판재 단면에서의 SEM EPMA 화학분석에 의한 계면을 가로지르는 방향의 니켈, 은의 성분분포도.
제4도는 본 발명 니켈/스테인레스 스틸 복합판재의 단면모식도.
제5도는 본 발명 니켈/스테인레스 스틸 복합판재에서 니켈 표면의 X선 회절시험 결과도.
제6도는 본 발명 니켈/스테인레스 스틸 복합판재의 단면에서의 SEM EPMA 화학분석에 의한 계면을 가로지르는 방향의 니켈,철의 성분분포도.
제7도는 본 발명 니켈/스테인레스 스틸 복합판재의 단면에서의 SEM EPMA 화학분석에 의한 계면을 가로지르는 방향의 니켈,크롬의 성분 분포도.
제8도는 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸 복합판재의 단면모식도.
제9도는 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸 복합판재에서 니켈 표면의 (111) 극점도.
제10도는 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸 복합판재의 스테인레스 스틸/은 계면에서의 SEM EPMA 화학 분석에 의한 스테인레스 스틸/은 계면을 가로지르는 방향의 니켈, 철의 성분분포도.
제11도는 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸 복합판재의 단면에서의 SEM EPMA 화학분석에 의한 계면을 가로지르는 방향의 니켈, 크롬의 성분분포도.
제12도는 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸 복합판재의 단면에서의 SEM EPMA 화학분석에 의한 계면을 가로지르는 방향의 니켈, 은의 성분분포도.
제13a도는 본 발명 니켈/은/니켈 복합판재의 단면모식도.
(b)는 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸/은/니켈 복합판재의 단면
모식도.
제14a도는 본 발명 니켈/은/니켈 복합봉재의 단면모식도.
(b)는 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸/은/니켈 복합봉재의 단면
모식도.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 큐브구조의 금속모재 A와 기계적, 전기적, 열적, 자기적 성질이 다른 인접 금속 B를 접합하였는데, 이때 접합되는 층의 수는 1개 이상으로 하여 같은 금속을 반복 사용할 수 있다.
상기 큐브구조를 갖는 금속모재 A와 인접하는 금속 B는 금속모재 A에 고용되는 양이 적고, 금속모재 A로의 확산계수가 적도록 하여, 인접 금속 B의 금속모재 A로의 확산이 조직 소둔시 금속모재 A의 큐브구조의 발달을 방해하지 않도록 하였다.
또한 금속모재 A에 인접한 금속 B층 다음에 다시 또 다른 금속 C를 접합하는 경우 조직 소둔(Texture anneal)시 금속 C 원자의 금속 B에서의 확산계수가 적어서 금속 C의 원자가 금속모재 A로 확산되는 것을 금속 B층이 막아 주는 역할을 하도록 하였다.
상기와 같은 다층 금속 복합체를 만드는데 있어 금속모재 A에 인접한 금속 B층 다음에 다시 또 다른 금속 C를 접합하는 경우 B층 금속은 융점이 금속모재 A와 금속 C보다 낮은 것으로 구성시키되, 고진공 혹은 불활성 분위기 상태로 금속 B의 융점이상으로 가열하여 일정시간 유지시킨 후 이를 냉각하여 층간에 접합되게 하였다.
또 다른 방법으로 다층 금속 복합체를 만드는데 있어, 금속모재 A에 인접한 금속 B층 다음에 다시 또 다른 금속 C를 접합하는 경우 확산접합에 의해 접합시켰다.
또 다른 방법으로 다층 금속 접합을 만드는데 있어서는 금속모재 A에 인접한 금속 B층 다음에 다시 또 다른 금속 C를 접합하는 경우 금속 C의 분말을 사용하여 성형하여 다층 구조를 만들어 이를 금속 C의 융점 이하에서 소결하여 다층 접합을 만들었다.
이와 같이 제조된 금속 다층판을 압연을 통해 압연율 80% 이상으로 두께를 줄이되, 이를 고진공 혹은 불활성 분위기 상태에서 300℃ 이상 1200℃의 온도 범위에서 열처리하여 (100)〈001〉 집합조직을 갖게 하였다.
상기에서 금속모재 A는 니켈, 구리, 알루미늄, 은 등을 사용하였고, 상기에서 금속 B는 은 또는 은 합금 등을 사용하였으며, 상기에서 금속 C는 스테인레스 스틸, 하스텔로이와 같이 모재금속 A 또는 금속 B 보다 기계적 강도가 높은 재료를 사용하였다.
그리고 상기 복합 금속재 제조시 금속모재 A 및 금속모재 A와 접합시키는 금속의 두께를 바꾸어 금속모재 A와 접합금속의 조합비율을 변화시켜 사용목적에 맞게 전체 복합재의 강도, 전기저항, 자기적 성질, 열전도도를 바꿀 수 있다.
즉, 금속모재와 다른 금속을 접합시켜 만든 바이메탈은 금속모재 및 다른 금속의 두께비를 조절함으로써 바이메탈의 기계적, 자기적, 전기적 성질, 열전도도를 조절할 수 있다.
또한 금속모재와 접합하는 금속으로 선택되는 금속의 성질에 따라 바이메탈의 성질을 조절할 수 있다.
교류 통전시 발생되는 마그네틱 히스테리시스 손실(Magnetic hysteresis loss)은 금속모재의 강자성에 의해 발생되므로 금속모재와 접합시키는 금속을 비자성체로 선택하면 마그네틱 히스테리시스 손실(Magnetic hysteresis loss)을 줄일 수 있다.
즉, 금속모재의 층의 두께를 얇게 하고 접합하는 금속의 두께를 두껍게 하여 줄일 수 있다.
또한 표면에 ｛100｝〈001〉 집합조직을 형성시켜 이 위에 CeO2, YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹층을 에피택시알하게 증착시킨 다음에 고온에서 열처리함으로써 금속모재층을 비자성금속층으로 확산시키면 금속모재층에 의한 마그네틱 히스테리시스 손실(Magnetic hysteresis loss)을 없앨 수 있다.
이하 본 발명의 실시예이다.
[실시예 1]
순도 99.99%의 니켈 분말과 순도 99.9%의 은 분말을 이용하여 분말야금법을 이용하여 도 1에서와 같이 은/니켈 이종접합체를 제조하였다.
도 1의 은/니켈 이종접합체를 93%의 압연율로 냉간 압연하여 얇은 판재로 만들었다.
냉간 압연한 은/니켈 판재를 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리하였으며 이 때 승온속도는 500℃/h 로 하였다.
이렇게 제조한 은/니켈 판재에서 니켈 면에서의 극점도를 도 2에 나타내었다.
극점도에서 은/니켈판재의 니켈표면에 ｛100｝〈001〉 집합조직이 잘 형성된 것을 알 수 있다.
도 3은 900℃에서 4시간 진공 열처리한 은/니켈 이종접합 시료의 은/니켈 계면부의 SEM EPMA 성분분석 결과이다.
도 3으로부터 은의 니켈 내로의 확산이 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다.
또한 니켈의 은 내부로의 확산도 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다.
[실시예 2]
2mm 두께의 304 스테인레스 스틸(이하에서 SS304로 표기) 표면에 순도 99.99%의 니켈을 전기도금법으로 도금하여 도 4의 구조를 갖는 SS304/니켈 이종접합체를 제조하였다.
도 4의 SS304/니켈 이종접합체를 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리한 후 이를 다시 93%의 압연율로 냉간 압연하여 얇은 판재로 제조하였다.
냉간 압연한 SS304/니켈 판재를 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리하였으며 이 때 승온속도는 500℃/h로 하였다.
열처리한 SS304/니켈 판재에서 니켈표면의 X-선 회절시험결과를 도 5에 나타내었다.
X-선 회절패턴에서 니켈의 (200), (111), (220), (311) 결정학적 면에 의한 회절선이 관찰되는 것으로부터 ｛100｝〈001〉 집합조직이 잘 형성되지 못했음을 알 수 있다.
도 6과 7은 900℃에서 4시간 진공 열처리한 SS304/니켈 이종접합 시료의 SS304/니켈 계면부의 SEM EPMA 성분분석 결과이다.
SS304로부터 철 크롬이 니켈 내로 상당히 확산되었음을 알 수 있다.
또한 니켈의 SS304 내부로의 확산도 상당히 일어났음을 알 수 있다.
[실시예 3]
2mm 두께의 SS304판 위에 1mm 두께의 은판(순도 99.9%)을 올려놓고 그 위에 1mm 두께의 니켈판(순도 99.99%)을 놓은 후 980℃의 온도로 고진공에서 열처리하여 도 8의 구조를 갖는 SS304/은/니켈의 이종접합체를 제조하였다.
도 8의 SS304/은/니켈 이종접합체를 97%의 압연율로 냉간 압연하여 얇은 판재로 제조하였다.
냉간 압연한 SS304/은/니켈 판재를 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리하였으며 이 때 승온속도는 500℃/h로 하였다.
도 9는 열처리한 SS304/은/니켈 판재에서 니켈표면의 X-선 극점도로서 니켈의 ｛100｝〈001〉 집합조직이 잘 형성되어 있음을 알 수 있다.
도 10과 도 11은 900℃에서 4시간 진공 열처리한 SS304/은/니켈 이종접합 시료의 SS304/은 계면부에서의 SEM EPMA 성분분석 결과이다.
SS304로부터 은 내부로의 철, 크롬의 확산이 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다.
또한 은의 SS304 내부로의 확산도 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다.
도 12는 900℃에서 4시간 진공 열처리한 SS304/은/니켈 이종접합 시료의 니켈/은 계면부에서의 SEM EPMA 성분분석 결과이다.
은의 니켈 내부로의 확산이 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다.
또한 니켈의 은 내부로의 확산도 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다.
도 10, 11, 12로부터 SS304/은/니켈 이종접합 시료는 SS304/니켈 이종접합 시료와 달리 니켈 내부로의 SS304의 철, 크롬 확산이나 SS304 내부로의 니켈의 확산이 일어나지 않았다.
이는 SS304와 니켈 사이에 존재하는 은이 이 두 금속의 구성 성분들의 확산을 차단하는 확산방지막으로 작용하였기 때문이다.
이하 본 발명의 변형예 및 응용예이다.
(1)상기 실시예에서는 금속판을 사용하여 한 쪽면만 ｛100｝〈001〉 집합구조의 큐브구조(Cube texture)를 갖는 다층판을 제조하였으나 다층판이 대칭구조를 갖게 하여 판의 양면이 큐브구조를 갖게 하는 구조(도 13 참조)도 가능하다.
(2)출발 시료를 판재가 아닌 봉재와 튜브를 사용하여 원형으로 시작할 수 있다(도 14 참조).
(3)본 발명을 통해 제조된 ｛100｝〈001〉 집합구조의 큐브구조(Cube texture)를 갖는 금속재는 표면에 세리아(ceria), YSZ, (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=rare earth metal) 박막을 각기 적절한 조건에서 증착시키면 금속 복합재 표면의 큐브구조를 유지하며 세리아(ceria), YSZ, (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 막(film)이 증착되는 헤테로 에피텍시알(hetero-epitaxial) 성장을 하여 2축으로 구조된(bi-axially-tex tured) 조직을 갖게 된다.
이렇게 제조한 (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 막(film)은 배향성이 우수하여 단결정과 비슷한 높은 임계전류밀도를 갖게 되므로 통전전류가 큰 초전도 복합전도체(선재, 판재, 원통형재등)를 만들어 사용할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은 니켈과 기계적, 전기적, 열적, 자기적 성질이 다른 금속을 접합시켜 제일 바깥쪽이 니켈 금속이고 안쪽은 다른 금속인 다층 복합체를 만들었다.
이렇게 제조된 다층 구조 복합판은 금속모재 표면의 큐브구조를 나타내는 니켈 금속의 특성과 함께 접합된 다른 금속의 기계적, 전기적, 열적, 자기적 성질을 복합적으로 갖게 된다.
따라서 접합되는 금속의 성질에 따라 전체 다층 박판의 성질을 원하는 용도에 따라 조절할 수 있다.
또한 본 발명을 통해 제조된 큐브구조를 갖는 금속재는 표면에 세리아(ceria), YSZ, (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 박막을 각기 적절한 조건에서 증착시키면 금속 복합재 표면의 큐브구조를 유지하며 세리아(ceria), YSZ, (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 막 (film)이 증착되는 헤테로 에피텍시알(hetero-epitaxial) 성장을 하여 2축으로 구조된 (bi-axially-texture) 조직을 갖게 된다.
이렇게 제조한 (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 막 (film)은 배향성이 우수하여 단결정과 비슷한 높은 임계전류밀도를 갖게 되므로 통전전류가 큰 초전도 복합전도체(선재, 판재, 원통형재 등)를 만들어 사용할 수 있다.
이때 제조된 초전도 복합 선재는 순수 니켈 금속모재를 사용한 것에 비해 함께 이종 접합된 다른 금속의 기계적, 전기적, 열적, 자기적 성질을 복합적으로 갖게 되는 것이다.

Claims (2)

  1. ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 단일 금속모재 위에 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 산화세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등의 세라믹층이 에피택시알(epitaxial)하게 증착되고, 다시 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 초전도 박막을 에피택시알하게 증착시켜 구성되는 휨변형에 저항성을 갖음과 동시에 높은 임계전류밀도(Jc)를 갖는 초전도 전도체에 있어서, 상기 단일 금속모재를 금속모재 A(니켈, 구리, 알루미늄, 은 중의 어느 하나)와 기계적, 전기적, 자기적 성질이 서로 다른 금속 B(은 또는 은 합금), C(스테인레스 스틸, 하스텔로이 중의 어느 하나)로 이종접합한 후 압연 및 열처리를 행하여 표면중 적어도 한면이 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 다층의 이종접합 금속재로 구성시킨 것을 특징으로 하는 큐브구조를 갖는 이종접합 금속재.
  2. ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 단일 금속모재 위에 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 산화세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등의 세라믹층이 에피택시알하게 증착되고, 다시 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 (RE)1Ba2Cu3O7-δ(RE=Y, Yb, Sm, Nd의 rare earth metal) 초전도 박막을 에피택시알하게 증착시켜 구성되는 휨변형에 저항성을 갖음과 동시에 높은 임계전류밀도(Jc)를 갖는 초전도 전도체의 제조방법에 있어서, 상기 단일 금속모재를 금속모재 A(니켈, 구리, 알루미늄, 은 중의 어느 하나)와 기계적, 전기적, 자기적 성질이 서로 다른 금속 B(은 또는 은 합금), C(스테인레스 스틸, 하스텔로이 중의 어느 하나)를 이종접합한 후 90% 이상의 압연율로 냉간 압연하여 얇은 판재를 만들고 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리(승온온도 500℃/h)하여 표면중 적어도 한면이 ｛100｝〈001〉 집합조직을 갖는 다층의 이종접합 금속재를 제조하되, 상기 금속모재 A와 금속 C를 접합할 때 금속 A와 금속 C의 융점보다 융점이 낮은 금속 또는 합금 B를 금속 A와 금속 C사이에 삽입한 후 진공 또는 불활성 분위기에서 금속 또는 합금 B의 융점이상의 온도로 가열하고, 접합하고자 하는 금속 사이에 확산방지 기능을 하는 금속을 사용하여 제조하는 방법을 특징으로 하는 큐브구조를 갖는 이종접합 금속재의 제조방법.
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