용융산화법으로 제조한 Al₂O₃-SiC 세라믹스의 미세구조와 기계적 성질

Al-합금의 용융체의 산화를 통해 Al₂O₃/SiC p /금속-복합재료를 제조하여 미세구조를 관찰하고, 기계적 성질을 측정하였다. 공업용 AlSiCuZn 합금과 네 종류의 서로 다른 크기의 연마재용 SiC 입자로 1000℃, 공기중에서 96시간 열처리하여 시편을 제조하였다. 충전재로 쓰인 SiC의 성형은 도가니에 놓은 원료합금위에 그냥 쏟아 부어 일정층이 되게하거나, 슬립 주입 성형에 의하여 하였다. 밀도, 탄성율, 4점 꺾임강도와 파괴인성을 실험적으로 측정하였고, 각 시편의 파괴에너지를 계산하였다. 모든 측정결과는 꼭 같은 조건으로 처리한 고품질의 상용 알루미나 세라믹의 결과와 비교하였다. 미세구조는 금속현미경으로, 파단면은 주사전자현미경으로 관찰하였다. 재료의 물성은 α-Al₂O₃와 SiC, 금속상(Al, Si), 각각의 분율과 분포, 그리고 미세구조의 균일성에 크게 좌우된다. 대체로 충전입자가 작을수록 좋은 물성을 나타내었다. 본 연구에서 제조한 재료는 구성재료가 서로 맞물린 치밀한 미세구조를 갖고 있었으며, 기공율은 0.5%, 밀도가 3.3g/㎠ 정도, 기계적 성직은 꺾임강도가 170~345MPa, K IC 가 3.4~6.4MPa√m였으며, 특히 파괴에너지는 소결 알루미나에 비해 3배 정도 높았다. 이는 주로 파괴시에 구조내의 금속상의 소성변형에 의한 저항거동에 의한 것이다.