KR20010087656A - Aluminum-based single quasicrystalline alloys - Google Patents

Aluminum-based single quasicrystalline alloys Download PDF

Info

Publication number
KR20010087656A
KR20010087656A KR1020000011531A KR20000011531A KR20010087656A KR 20010087656 A KR20010087656 A KR 20010087656A KR 1020000011531 A KR1020000011531 A KR 1020000011531A KR 20000011531 A KR20000011531 A KR 20000011531A KR 20010087656 A KR20010087656 A KR 20010087656A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aluminum alloy
phase
aluminum
crystalline
alloy
Prior art date
Application number
KR1020000011531A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100353156B1 (en
Inventor
송광생
김원태
김도향
Original Assignee
방우영
학교법인연세대학교
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 방우영, 학교법인연세대학교 filed Critical 방우영
Priority to KR1020000011531A priority Critical patent/KR100353156B1/en
Publication of KR20010087656A publication Critical patent/KR20010087656A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100353156B1 publication Critical patent/KR100353156B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

PURPOSE: An alloy system is provided which can manufactures several Kg of quasicrystalline single phase aluminum alloy even by an ordinary casting method such as die casting. CONSTITUTION: In an aluminum alloy containing nickel and cobalt, the quasicrystalline single phase aluminum alloy is characterized in that silicon is added as a fourth element, wherein the quasicrystalline single phase aluminum alloy comprises 12 to 15 at.% of nickel, 13 to 16 at.% of copper, and 3 to 5 at.% of silicon which is added to the aluminum alloy containing nickel and copper, and wherein the quasicrystalline single phase aluminum alloy is manufactured by the die casting method.

Description

준결정 단일상 알루미늄 합금{Aluminum-based single quasicrystalline alloys}Aluminum-based single quasicrystalline alloys

본 발명은 준결정 단일상 알루미늄 합금에 관한 것으로서, 특히 알루미늄-니켈-코발트계 합금에 실리콘를 첨가하여 금형주조법에 의하여 제조한 준결정 단일상알루미늄 합금에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semicrystalline single phase aluminum alloy, and more particularly, to a semicrystalline single phase aluminum alloy prepared by a die casting method by adding silicon to an aluminum-nickel-cobalt based alloy.

1984년 처음 준주기적 결정 구조를 갖는 준결정상(quasicrystalline phase)이 급냉응고 Al-Mn 합금에서 발견되어진 이후, 지금까지 발견된 대부분의 준결정 합금은 지니고 있는 결정 구조에 따라 5회 대칭구조 준결정상(icosahedral quasicrystalline phase) 및 10회 대칭구조 준결정상(decagonal quasicrystalline phase)으로 분류되어 질 수 있다. 또한 금속 원소로 이루어졌음에도 불구하고 세라믹 재료에 버금가는 높은 전기 저항, 열차폐특성, 내마모성 등을 지니고 있어 기존 재료의 한계성을 극복할 수 있으며 그 응용범위에 있어서 매우 큰 가능성을 지니고 있다.Since the first quasicrystalline phase with quasi-periodic crystal structure was first discovered in 1984 in quench-solidified Al-Mn alloys, most quasi-crystalline alloys found so far have five symmetrical quasi-crystalline phases, depending on the crystal structure they possess. quasicrystalline phase and ten symmetrical quasicrystalline phase. In addition, although it is made of a metal element, it has high electrical resistance, heat shielding properties, and abrasion resistance comparable to that of a ceramic material, thereby overcoming the limitations of existing materials and having great potential in its application range.

현재까지 개발된 준결정 합금에 대해서 살펴보면 급냉응고 Al-Mn 합금은 준결정이 열역학적으로 불안정하여 매우 큰 응고 속도를 필요로 하기 때문에 실제 적용에는 많은 제한이 있어 왔다. 그러나 Al-Cu-TM(TM:전이원소=Fe, Ru 또는 Os), Al-Pd-TM(TM:전이원소=Mn 또는 Re), Al-Cu-TM(TM:전이원소=Co 또는 Ni)및 Al-Ni-Co등의 3원계 합금은 통상적인 주조법에 의하여 열역학적으로 안정된 구조인 5회 대칭구조 또는 10회 대칭구조의 준결정상의 형성이 가능해짐에 따라 산업 재료로서의 활용 가능성이 제시되어졌다.In the quasi-crystalline alloys developed to date, quench-solidified Al-Mn alloys have a lot of limitations in practical applications because quasi-crystals are thermodynamically unstable and require very high solidification rates. However, Al-Cu-TM (TM: transition element = Fe, Ru or Os), Al-Pd-TM (TM: transition element = Mn or Re), Al-Cu-TM (TM: transition element = Co or Ni) Ternary alloys, such as Al-Ni-Co and the like, have been suggested to be used as industrial materials by forming a quasi-crystalline phase of a 5 times or 10 times symmetric structure, which is a thermodynamically stable structure by a conventional casting method. .

구체적인 예로, 미합중국 특허 제5433978호에서는 Al-Cu-Fe 준결정상 합금 분말 제조에 관하여 개시하고 있다. Al-Cu-Fe 합금을 도가니에서 고온으로 가열한 후 400psi에서 1500psi의 고압의 비활성기체를 사용하여 원자화시켜 구형의 합금 분말을 제조하며 이 제조된 합금 분말은 준결정상을 포함하고 있다. 이 합금 분말을 플라즈마 분무시켜 코팅으로 형성시키거나 강화시켜 제조 재료로 사용할 수 있다.As a specific example, U. S. Patent No. 5433978 discloses the preparation of Al-Cu-Fe semicrystalline alloy powder. The Al-Cu-Fe alloy is heated to a high temperature in a crucible and atomized using a high pressure inert gas at 400 psi to 1500 psi to prepare a spherical alloy powder. The alloy powder includes a quasi-crystalline phase. The alloy powder can be plasma sprayed to form a coating or to strengthen it to be used as a production material.

미합중국 특허 제5632826호에는 석출경화금속합금에 대하여 개시되어 있는바 석출경화금속합금은 시효시간이 최대 1000시간이고 최대 650℃의 템퍼링 처리에서 주로 유지되는 구조인 준결정 구조를 갖는 입자의 석출을 기초로 하는 강화 합금으로서, 적어도 200MPa의 인장 강도의 증가가 있는 강화를 특징으로 한다.U.S. Patent No. 5832826 discloses a precipitation hardened metal alloy, which is based on the precipitation of particles having a semi-crystalline structure, which has a aging time of up to 1000 hours and a structure maintained mainly in a tempering treatment of up to 650 ° C. A reinforcing alloy, characterized by reinforcement with an increase in tensile strength of at least 200 MPa.

미합중국 특허 제5419789호에서는 준결정을 갖는 알루미늄 합금에 대하여 개시하고 있다. 두종류의 전이금속 함량이 0.1원자량에서 25원자량인 알루미늄 합금은 알루미늄 또는 과포화된 알루미늄 기지상에 준결정이 균일하게 분포되는 구조를 갖는다. 준결정은 5회 대칭구조 준결정상이거나 5회 대칭구조 준결정상과 10회 대칭구조 준결정상의 혼합상이며 부피분율은 20미만이다. 이 합금은 일반식 AlbalNiaXb또는 AlbalNiaXbMc(여기서 X는 Fe, Co에서 선택된 1종 이상의 원소이고 M은 Cr, Mn, Nb, Mo, Ta, W에서 선택된 1종 이상의 원소이고; 그리고 a, b, c는 원자량로 각각 5≤a≤10; 0.5≤b≤10, 및 0.1≤c≤5이다)으로 표시되는 조성을 갖는다. 이와 같은 알루미늄 합금은 실온, 고온에서 고경도, 고강도 및 고열저항성을 갖는 것으로 개시되어 있다.US Patent No. 5419789 discloses aluminum alloys having quasicrystals. Aluminum alloys having two transition metal contents of 0.1 atomic to 25 atomic weight have a structure in which semi-crystals are uniformly distributed on aluminum or supersaturated aluminum matrix. The quasi-crystal is a 5 symmetric semi-crystalline phase or a mixed phase of the 5 symmetric semi-crystalline phase and the 10 symmetric semi-crystalline phase and has a volume fraction of less than 20. This alloy has the general formula Al bal Ni a X b or Al bal Ni a X b M c (where X is at least one element selected from Fe, Co and M is 1 selected from Cr, Mn, Nb, Mo, Ta, W) And a, b and c each have an amount represented by atomic weight of 5 ≦ a ≦ 10; 0.5 ≦ b ≦ 10 and 0.1 ≦ c ≦ 5). Such aluminum alloys are disclosed to have high hardness, high strength and high thermal resistance at room temperature and high temperature.

그러나 상기와 같은 준결정 합금은 열역학적으로 안정한 5회 혹은 10회 대칭구조 준결정상을 얻을 수 있으나, 통상적인 주조법에 의해서는 준결정상이 포정 반응에 의해 형성되므로 준결정 단일상 합금 제조가 성공적이지 못하였다. 따라서 단일상의 합금을 얻기 위해서는 주조후 장시간의 열처리를 필요로 하였다. Czochralski법, Bridgeman법등 단결정 성장 방법에 의해 준결정 단일성 합금의 제조가 가능하지만 최대 수 g 정도의 합금이 얻어질 수 있으며 매우 느린 속도로 응고하게 되므로 합금 제조에 장시간이 소요되는 등 공업적 응용에는 한계가 있다.However, the semi-crystalline alloy as described above can obtain a thermodynamically stable five- or ten-time symmetric structure semicrystalline phase, but the quasi-crystalline single phase alloy was unsuccessful because the quasi-crystalline phase is formed by the crystal reaction by the conventional casting method. Therefore, in order to obtain a single phase alloy, a long time heat treatment after casting was required. It is possible to produce quasi-crystalline single alloys by single crystal growth methods such as Czochralski method and Bridgeman method, but up to several g alloys can be obtained and solidify at a very slow speed, which limits the industrial applications such as the long time required for alloy production. have.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 금형주조법 등 통상적인 주조법에 의하여서도 수 Kg의 준결정 단일상 알루미늄 합금의 제조가 가능한 합금 시스템을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an alloy system capable of producing a few Kg of semi-crystalline single phase aluminum alloy even by a conventional casting method such as a die casting method.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 관한 것으로서1 to 4 relates to the present invention

도 1은 각각의 알루미늄 합금의 준결정상을 X-선회절기를 이용하여 분석한 결과로서 (a) 아크용해법 (b) 금형주조법의 경우이고1 is a result of (a) arc melting method (b) mold casting method as a result of analyzing the quasi-crystalline phase of each aluminum alloy using an X-ray diffractometer.

도 2는 각각의 알루미늄 합금의 준결정상을 주사현미경을 이용하여 분석한 결과로서 (a) 아크용해법 (b) 금형주조법의 경우이고FIG. 2 shows the analysis of quasi-crystalline phases of the respective aluminum alloys using a scanning microscope, in which (a) arc melting method (b) mold casting method is performed.

도 3은 금형주조법으로 제조한 알루미늄 합금의 동공(cavity)표면을 주사현미경을 이용하여 분석한 결과로서 (a) 고배율 주사전자현미경 이미지 (b) 저배율 주사전자 현미경 이미지의 경우이고3 is a result of analyzing a cavity surface of an aluminum alloy prepared by a die casting method using a scanning microscope (a) a high magnification scanning electron microscope image (b) a low magnification scanning electron microscope image

도 4는 금형주조법으로 제조한 알루미늄 합금의 준결정상을 투과현미경을 이용하여 분석한 결과로서 (a) 10회 대칭축 존 (b) 2회 대칭축 존의 경우이다.FIG. 4 is a case of (a) ten symmetry axis zones and (b) two symmetry axis zones as a result of analyzing a quasi-crystalline phase of an aluminum alloy prepared by a die casting method using a transmission microscope.

상기와 같은 목적을 달성할 수 있는 본 발명은 니켈, 코발트을 함유하는 알루미늄 합금에 있어서 실리콘을 제 4원소로 첨가하여 이루어진 것임을 특징으로 한다.The present invention which can achieve the above object is characterized in that it is made by adding silicon as a fourth element in an aluminum alloy containing nickel and cobalt.

이때, 니켈 12-15 원자량, 구리 13-16 원자량를 함유하는 알루미늄 합금에 제 4 원소로서 실리콘 3-5 원자량첨가하여 냉각 속도가 100- 102K/sec인 통상의 금형주조법에 의하여 준결정 단일상 합금을 제조함을 특징으로 한다.At this time, a semi-crystalline single phase was added to the aluminum alloy containing 12-15 atomic mass of nickel and 13-16 atomic mass of copper by adding 3-5 masses of silicon as a fourth element and cooling rate 10 0-10 2 K / sec. It is characterized in that the alloy is produced.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 살펴보고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

알루미늄 70원자량, 니켈 13원자량, 구리 13원자량, 실리콘 4원자량를 함유하는 알루미늄 합금(Al70Ni13Co13Si4)을 다음의 두가지 방법에 의하여 제조하였다. 즉 비교적 큰 냉각 속도를 얻기 위해 아르곤 가스 분위기하에서 20g의 합금 원소를아크 용해 후 수냉 구리 몰드에 켄칭(guenching)하는 방법(이하 "아크용해법"으로 언급)과 비교적 느린 냉각 속도를 얻을 수 있도록 1.2 Kg의 합금 원소를 아르곤 가스 분위기하에서 고주파 용해 후 약 200oC로 예열된 스틸 몰드에 주입하는 방법(이하 "금형주조법"으로 언급)에 의하여 제조하였다.An aluminum alloy (Al 70 Ni 13 Co 13 Si 4 ) containing 70 atomic weight of aluminum, 13 atomic weight of nickel, 13 atomic weight of copper, and 4 atomic weight of silicon was prepared by the following two methods. In other words, in order to obtain a relatively high cooling rate, a method of quenching 20 g of alloying elements in an argon gas atmosphere and then quenching them in a water-cooled copper mold (hereinafter referred to as "arc dissolution method") and 1.2 Kg to obtain a relatively slow cooling rate. Was prepared by a method of injecting into a steel mold preheated to about 200 ° C. after high frequency melting in an argon gas atmosphere (hereinafter referred to as " mold casting method ").

도 1에 상기 실험방법에 따라 제조된 각각의 알루미늄 합금의 준결정상을 X-선 회절기를 이용하여 분석한 결과를 나타내었는 바, (a)는 아크용해법의 알루미늄 합금이고,(b)는 금형주조법의 알루미늄 합금에 대한 결과이다.Figure 1 shows the results of the analysis of the quasi-crystalline phase of each aluminum alloy prepared according to the test method using an X-ray diffractometer, (a) is an aluminum alloy of the arc melting method, (b) is a mold casting method Results for aluminum alloys.

도 1의 결과로부터 냉각 속도가 비교적 느린 금형주조법의 알루미늄 합금에서는 단일상의 준결정이 형성된 것을 확인할 수 있다. 반면에 냉각 속도가 비교적 빠른 아크용해법의 알루미늄 합금의 경우, 대부분이 준결정상으로 구성되어 있으나, 소량의 감마(γ)상이 함께 합금내 존재함을 알 수 있다.From the results of FIG. 1, it can be seen that in the aluminum alloy of the mold casting method with a relatively low cooling rate, a single phase quasi-crystal was formed. On the other hand, in the case of the aluminum alloy of the arc dissolving method, which has a relatively fast cooling rate, most of them are composed of quasi-crystalline phase, but it can be seen that a small amount of gamma (γ) phase is present in the alloy together.

상기와 같은 각각의 알루미늄 합금을 주사전자현미경을 이용하여 분석한 결과를 도 2에 나타내었는 바, 후방산란전자 이미지를 관찰하고자 한다.As shown in FIG. 2, the results of analyzing each aluminum alloy as described above using a scanning electron microscope are intended to observe backscattered electron images.

도 2의 결과로부터 금형주조법의 알루미늄 합금에서 10회 대칭구조 준결정 단일상으로 구성되어 있음을 확인할 수 있으며 아크용해법의 합금의 경우에는 초정상으로 응고된 10회 대칭구조 준결정상과 제2상으로 응고된 감마(γ)상이 함께 존재하는 미세 구조를 갖고 있음을 확인 할 수 있다.From the results of FIG. 2, it can be seen that the aluminum alloy of the die casting method is composed of ten symmetrical semi-crystalline single phases, and in the case of the arc melting method, the solidification of the symmetrical ten crystalline semi-crystalline phases and the second phase solidified into a superfine phase It can be seen that the gamma (γ) phase has a microstructure present together.

금형주조법의 알루미늄 합금의 경우에 응고시 10회 대칭구조 준결정상이 초정 응고상으로 형성되어 액상이 모두 준결정 단일상으로 응고시 전이하였음을 보여주고 있다. 여기서 한가지 중요한 것은 알루미늄-니켈-코발트계 합금에서는 준결정이 포정 반응에 의해 형성되었으나, 실리콘을 첨가함에 의해 준결정상이 초정 응고상으로 형성되었다는 점이며, 이와 같은 초정 응고상으로 형성됨에 의해 준결정 단일상의 합금을 얻는 것이 가능함을 알 수 있다. 실리콘을 3-5원자량로 첨가하는 것이 바람직한데, 실리콘 함량이 3원자량미만인 경우 준결정상외에 제 2 상으로 응고된 감마(γ)상이 함께 존재하는 미세 구조를 갖게 되며, 실리콘 함량이 5원자량을 초과하는 경우 10회 대칭구조 준결정상이 초정으로 정출되는 응고 거동이 변화하게 되므로 실리콘 함량을 3-5원자량의 범위로 한정하였다.In the case of the aluminum alloy of the die casting method, the symmetric structure quasi-crystalline phase was formed into the primary solidification phase 10 times during solidification. One important point here is that in the aluminum-nickel-cobalt-based alloy, the quasi-crystal was formed by the crystallization reaction, but by adding silicon, the quasi-crystalline phase was formed into the primary solidified phase. It can be seen that it is possible to obtain an alloy. It is preferable to add silicon in 3-5 atomic weights. If the silicon content is less than 3 atomic weights, it has a microstructure in which a gamma (γ) phase coagulated into a second phase is present in addition to the quasi-crystalline phase, and the silicon content exceeds 5 atomic weights. In this case, the solidification behavior in which the 10 symmetric structure quasi-crystalline phase is crystallized as the primary crystal is changed, so the silicon content is limited to the range of 3-5 atomic weights.

도 3에 금형주조법에 의해 제조한 알루미늄 합금의 응고시 형성된 공동(cavity)의 표면을 주사전자현미경을 이용하여 분석한 결과를 나타내었는바, 이차 전자 이미지를 살펴보고자 한다.Figure 3 shows the results of analyzing the surface of the cavity (cavity) formed during the solidification of the aluminum alloy manufactured by the die casting method using a scanning electron microscope, to examine the secondary electron image.

도 3의 결과로부터 금형주조법의 알루미늄 합금은 10회 대칭구조를 갖는 데카프리즘(decaprism)형태 결정립의 성장 현상을 보여주고 있는데 준결정상이 10회 대칭축의 방향으로 성장하고 있으며 각 결정립간의 방위관계는 무질서한 방향으로 성장함을 알 수 있다.From the results of FIG. 3, the aluminum alloy of the die casting method shows the growth phenomenon of decaprism-shaped grains having 10 symmetrical structures. The quasi-crystalline phases are grown in the direction of the 10 symmetric axis, and the azimuth relationship between the grains is disordered. It can be seen that the growth in the direction.

도 4는 금형주조법에 의해 제조한 알루미늄 합금을 투과현미경을 이용하여 분석한 결과를 나타내었는바 제한시야 전자회절도형을 살펴보고자 한다.Figure 4 shows the results of analyzing the aluminum alloy prepared by the die casting method using a transmission microscope to look at the limited field electron diffraction diagram.

도 4(a)는 10회 대칭, (b)는 2회 대칭의 회절도형으로 금형주조법의 알루미늄 합금이 10회 대칭 준결정 구조를 가지고 있음을 확인할 수 있다.4 (a) is 10 times symmetrical, (b) is a 2 times symmetrical diffraction diagram, it can be seen that the aluminum alloy of the die casting method has a 10 times symmetric quasi-crystal structure.

상기와 같은 결과로부터 알루미늄-니켈-코발트계 합금에 실리콘을 첨가함으로써 100-102K/sec의 냉각속도를 갖는 통상의 금형주조법에 의하여 준결정 단일상 알루미늄 합금을 제조할 수 있음을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that by adding silicon to the aluminum-nickel-cobalt-based alloy, a semi-crystalline single phase aluminum alloy can be produced by a conventional mold casting method having a cooling rate of 10 0 -10 2 K / sec. .

본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.If the present invention will be described in detail based on the Examples as follows, the present invention is not limited to the Examples.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

실시예1Example 1

알루미늄 70원자량, 니켈 13원자량, 구리 13원자량, 실리콘 4원자량를 함유하는 알루미늄 합금(Al70Ni13Co13Si4)을 비교적 느린 냉각 속도를 얻을 수 있도록 1.2 Kg의 합금 원소를 아르곤 가스 분위기 하에서 고주파 용해 후 약 200oC로 예열된 스틸 몰드에 주입하는 금형주조법으로 제조하였다.In order to obtain a relatively slow cooling rate of an aluminum alloy (Al 70 Ni 13 Co 13 Si 4 ) containing 70 atomic weight of aluminum, 13 atomic weight of nickel, 13 atomic weight of copper, and 4 atomic weight of silicon, 1.2 Kg of alloying elements were dissolved in an argon gas atmosphere at high frequency. It was prepared by a mold casting method that is injected into a steel mold preheated to about 200 ° C.

비교예1Comparative Example 1

알루미늄 70원자량, 니켈 14원자량, 구리 14원자량, 실리콘 2원자량를 함유하는 알루미늄 합금을 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.An aluminum alloy containing 70 atomic weight of aluminum, 14 atomic weight of nickel, 14 atomic weight of copper, and 2 atomic weight of silicon was prepared in the same manner as in Example 1.

비교예2Comparative Example 2

알루미늄 70원자량, 니켈 13원자량, 구리 13원자량, 실리콘 4원자량를 함유하는 알루미늄 합금을 비교적 큰 냉각 속도를 얻기 위해 아르곤 가스 분위기 하에서 20g의 합금 원소를 아크 용해 후 수냉 구리 몰드에 켄칭(guenching)하는 아크용해법으로 제조하였다.Arc melting method in which aluminum alloy containing 70 atomic weight of aluminum, 13 atomic weight of copper, 13 atomic weight of copper, and 4 atomic weight of silicon is quenched in water-cooled copper mold after arc melting of 20g alloy element under argon gas atmosphere to obtain a relatively high cooling rate. It was prepared by.

비교예3Comparative Example 3

알루미늄 70원자량, 니켈 15원자량, 구리 15원자량을 함유하는 알루미늄 합금을 비교예 2와 동일한 방법으로 제조한 후, 용해온도 직하에서 48시간동안 균질화처리를 하였는데 이 균질화 처리를 함으로써 해당 합금 조성에서의 준결정 단일상의 존재 여부등을 보다 정확하게 확인할 수 있다.An aluminum alloy containing 70 atomic weight of aluminum, 15 atomic weight of nickel, and 15 atomic weight of copper was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, and then homogenized for 48 hours under the melting temperature. The presence of a single phase can be more accurately identified.

비교예4Comparative Example 4

알루미늄 60원자량, 니켈 20원자량, 구리 20원자량을 함유하는 알루미늄 합금을 상기 비교예 3과 동일한 방법으로 제조하였다.An aluminum alloy containing 60 atomic weight of aluminum, 20 atomic weight of nickel, and 20 atomic weight of copper was prepared in the same manner as in Comparative Example 3.

상기와 같은 방법으로 제조된 각각의 알루미늄 합금에 대하여 존재상을 확인하였으며, 그 결과를 표 1에 표시하였다.For each aluminum alloy produced by the above method was confirmed the presence phase, the results are shown in Table 1.

실시예1Example 1 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 비교예4Comparative Example 4 합금조성(원자량)Alloy composition (atomic weight) 니켈nickel 1313 1414 1313 1515 2020 코발트cobalt 1313 1414 1313 1515 2020 실리콘silicon 44 22 44 -- -- 알루미늄aluminum 7070 7070 7070 7070 6060 제 조Produce 금형주조법Mold casting method 금형주조법Mold casting method 아크용해법Arc dissolution method 아크용해법+균질화처리Arc dissolution method + homogenization treatment 아크용해법+균질화처리Arc dissolution method + homogenization treatment 존재상Presence 10회대칭구조준결정단일상10 symmetric structural semi-decision 10회대칭구조준결정상+감마(γ)상10 symmetric structural quasi-crystalline phase + gamma (γ) phase 10회대칭구조준결정상+감마(γ)상10 symmetric structural quasi-crystalline phase + gamma (γ) phase 10회대칭구조준결정상+감마(γ)상10 symmetric structural quasi-crystalline phase + gamma (γ) phase 10회대칭구조준결정상+베타(β)상10 symmetric structural quasi-crystalline phase + beta (β) phase

상기 표 1의 결과로부터 실시예 1의 금형주조법의 경우에는 단일상의 준결정이 존재하며, 비교예 1의 실리콘을 3원자량미만으로 함유시켜 금형주조법으로 제조한 경우에는 대부분이 준결정상으로 구성되어 있으나 소량의 감마(γ)상이 함께 합금내 존재함을 알 수 있다. 비교예 2의 경우는 실시예 1과 같은 조성의 알루미늄합금을 아크용해법으로 제조한 경우로서 대부분이 준결정상으로 구성되어 있으나 소량의 감마(γ)상이 함께 합금내 존재하며, 실리콘을 첨가하지 않고 아크용해법으로 제조한 비교예 3과 비교예4의 경우에도 대부분이 준결정상으로 구성되어 있으나 소량의 감마(γ)상, 베타(β)상등 제 2응고상이 함께 합금내 존재함을 알 수 있다.From the results of Table 1, in the case of the mold casting method of Example 1, there is a single phase semi-crystal, and when the silicon of Comparative Example 1 is manufactured by the die casting method containing less than 3 atomic weights, most of them are composed of semi-crystalline phase. It can be seen that the gamma (γ) phase of is present in the alloy together. In the case of Comparative Example 2, the aluminum alloy of the same composition as in Example 1 was manufactured by the arc dissolving method, and most of them were composed of quasi-crystalline phases, but a small amount of gamma (γ) phase was present in the alloy together, and without the addition of silicon, In Comparative Example 3 and Comparative Example 4 prepared by the dissolution method, most of them are composed of semi-crystalline phases, but it can be seen that a small amount of the second coagulation phase such as gamma (γ) phase and beta (β) phase exist in the alloy together.

상기와 같은 결과로부터 니켈, 코발트를 함유하는 알루미늄 합금에 있어서 제 4원소로 실리콘을 첨가함으로써 냉각 속도가 100-102K/sec이하인 통상의 금형 주조법에 의하여 준결정 단일상 알루미늄 합금을 제조할 수 있음을 알 수 있다.From the above results, in the aluminum alloy containing nickel and cobalt, by adding silicon as the fourth element, a semi-crystalline single phase aluminum alloy can be produced by a conventional mold casting method having a cooling rate of 10 0 -10 2 K / sec or less. It can be seen that.

이상에서 상세히 설명한 바와 니켈, 코발트를 함유하는 알루미늄 합금에 실리콘를 첨가하여 조성된 단일상의 준결정 Al-Ni-Co-Si 합금을 통상의 금형주조법에 의하여 제조할 수 있는 바, 이를 기초로 하여 준결정 단일상 합금 제조가 가능해짐에 따라 합금 분쇄-분말제조 공정에 의해 준결정 단일상 분말을 제조할 수 있으며 분말 제조를 위한 종래의 가스 아토마이징 공정을 대체할 수 있는 효과가 있다.As described above, a single-phase quasi-crystalline Al-Ni-Co-Si alloy formed by adding silicon to an aluminum alloy containing nickel and cobalt can be prepared by a conventional mold casting method. As the alloy can be manufactured, a semi-crystalline single phase powder can be prepared by an alloy grinding-powder manufacturing process, and there is an effect of replacing a conventional gas atomizing process for powder production.

이 분말을 사용하여 금속, 고분자 재료를 기지합금으로 하는 준결정 입자상강화 복합재료의 제조에 활용되어질 수 있으며 이 재료는 고온용 고강도, 고인성 재료로 활용되어질 수 있다. 또한 이 분말을 사용하여 고압성형법등의 방법을 이용하여 준결정 소결 복합체가 제조되어질 수 있으며 이 재료는 내마모 특성, 부식특성 등 우수한 기능성 재료로 활용되어질 수 있다.Using this powder, it can be used to manufacture quasi-crystalline particulate reinforced composites using metal and polymer materials as base alloys, which can be used as high-strength, high toughness materials for high temperature. In addition, the semi-crystal sintered composite can be prepared using the powder using a high pressure molding method, and this material can be utilized as an excellent functional material such as wear resistance and corrosion characteristics.

Claims (3)

니켈, 코발트을 함유하는 알루미늄 합금에 있어서, 실리콘을 제 4원소로 첨가하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 준결정 단일상 알루미늄 합금.The aluminum alloy containing nickel and cobalt WHEREIN: The semi-crystal single phase aluminum alloy which consists of adding silicon as a 4th element. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 니켈 12-15 원자량, 구리 13-16 원자량을 함유하는 상기의 알루미늄 합금에 실리콘이 3-5 원자량으로 첨가되어 이루어진 것임을 특징으로 준결정 단일상 알루미늄 합금.A semi-crystalline single-phase aluminum alloy, wherein silicon is added in an amount of 3-5 atomic weights to the aluminum alloy containing nickel 12-15 atomic weight and copper 13-16 atomic weight. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기의 준결정 단일상 알루미늄 합금은 금형주조법에 의하여 제조되는 것임을 특징으로 하는 준결정 단일상 알루미늄 합금.Said semi-crystalline single phase aluminum alloy is manufactured by a die casting method.
KR1020000011531A 2000-03-08 2000-03-08 Aluminum-based single quasicrystalline alloys KR100353156B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000011531A KR100353156B1 (en) 2000-03-08 2000-03-08 Aluminum-based single quasicrystalline alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000011531A KR100353156B1 (en) 2000-03-08 2000-03-08 Aluminum-based single quasicrystalline alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010087656A true KR20010087656A (en) 2001-09-21
KR100353156B1 KR100353156B1 (en) 2002-09-18

Family

ID=19653243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000011531A KR100353156B1 (en) 2000-03-08 2000-03-08 Aluminum-based single quasicrystalline alloys

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100353156B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100721651B1 (en) * 2006-07-28 2007-05-23 김진석 A multipurpose roaster
KR101998962B1 (en) 2017-10-13 2019-07-10 서울대학교산학협력단 Alloys with tunable glass-quasticrystal forming ability

Also Published As

Publication number Publication date
KR100353156B1 (en) 2002-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107686928B (en) A kind of high-performance NiCoCrFeMnTi system high-entropy alloy and preparation method thereof
US4297135A (en) High strength iron, nickel and cobalt base crystalline alloys with ultrafine dispersion of borides and carbides
US8016955B2 (en) Magnesium based amorphous alloy having improved glass forming ability and ductility
US7815753B2 (en) Fe-based bulk amorphous alloy compositions containing more than 5 elements and composites containing the amorphous phase
US8906172B2 (en) Amorphous alloy composite material and manufacturing method of the same
US5578144A (en) High-strength, high-ductility cast aluminum alloy and process for producing the same
JPS6032704B2 (en) Alloy with ultra-fine homogeneously dispersed crystalline phase
US20110000585A1 (en) Non-Ferromagnetic Amorphous Steel Alloys Containing Large-Atom Metals
EP0905269B1 (en) High-strength amorphous alloy and process for preparing the same
US6918973B2 (en) Alloy and method of producing the same
EP0187235A2 (en) Production of increased ductility in articles consolidated from a rapidly solidified alloy
KR102007060B1 (en) Bulk metallic glass forming alloy
TWI651416B (en) Zr-based amorphous alloy and method of making the same
US5607523A (en) High-strength aluminum-based alloy
US11214854B2 (en) Copper-based alloy for the production of bulk metallic glasses
US7591916B2 (en) Method for producing composite materials comprising Cu-based amorphous alloy and high fusion point element and composite materials produced by the method
JP4515596B2 (en) Bulk amorphous alloy, method for producing bulk amorphous alloy, and high strength member
US8926898B2 (en) Al base alloy excellent in heat resistance, workability and rigidity
KR100353156B1 (en) Aluminum-based single quasicrystalline alloys
JPS63312901A (en) Heat resistant high tensile al alloy powder and composite ceramics reinforced heat resistant al alloy material using said powder
US6231808B1 (en) Tough and heat resisting aluminum alloy
US20030185701A1 (en) Process for the production of Al-Fe-V-Si alloys
WO1991014013A1 (en) Aluminum-chromium alloy and production thereof
CN113802072A (en) Deformation induced zirconium based alloy
JPH05125473A (en) Composite solidified material of aluminum-based alloy and production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110831

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee