백금계 합금의 고온휘발특성에 관한 연구

Title
백금계 합금의 고온휘발특성에 관한 연구
Authors
김남석
Keywords
백금계합금의고온휘발특성에관한연구
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
유리용해장치에 사용하는 백금-로듐 합금에서 고가의 로듐의 함량을 줄일 수 있는 방안으로 3성분계 대체조성의 설계와 산화물 분산강화 백금의 설계를 통해 제조한 백금계 합금의 고온에서 휘발특성을 평가하였다. 3성분계 백금합금의 평가를 위해서 Pt와 Pt-20%Rh, Pt-11%Ir, Pt-10%Rh-10%Ir 총 4가지 조성의 시편을 제조하여 고온에서의 휘발특성을 평가하였다. 그 결과, Pt-10%Rh-10%Ir이 Pt보다 약 2.4배, Pt-20%Rh 보다 약 4배 더 많은 휘발량을 보였으나 Pt-11%Ir의 1/3에 해당하는 휘발량이 감소하였다. 산화물 분산 강화형 백금의 경우 분산상인 ZrO2를 0.3% 첨가하여 Pt-ODS, Pt-10%Rh-ODS의 조성을 갖게 준비하였고 비교재로 Pt, Pt-20%Rh를 준비하여 각각 고온휘발특성 및 기계적 특성을 평가하였다. ZrO2의 첨가로 인한 결정립 성장의 저해로 산화물 분산강화 백금의 결정립 사이즈가 그렇지 않은 백금에 비해 매우 작음을 확인할 수 있었고, 이로 인하여 결정립 크기가 작은 것이 표면적 증가로 인하여 고온휘발특성이 불리함을 알 수 있었다. 그러나 기계적 특성 평가에서는 산화물 분산 강화 백금인 Pt-10%Rh-ODS가 가장 우수하였으며 Pt-20%Rh, Pt-ODS, Pt 순이었다. 본 연구를 통해 유리용해산업에서의 용해장치에 쓰이는 백금합금에 Ir 첨가는 고온휘발특성 관점에서는 불리하고, 적은 양의 ZrO2 첨가로 고온에서의 높은 기계적 특성 향상을 기대할 수 있음을 알 수 있었다.
Description
1. 개요 1 1.1 연구의 필요성 1 1.2 연구의 목적과 범위 2 2. 이론적 배경 4 2.1 백금족 원소 (Platinum Group Metals, PGMs) 4 2.1.1 백금(Platinum, Pt)의 특성 4 2.1.2 로듐(Rhodium, Rh)의 특성 5 2.1.3 이리듐(Iridium, Ir)의 특성 6 2.2 고온산화 7 2.2.1 산화막의 종류 8 2.2.2 고온 산화 거동 11 2.2.3 합금의 고온산화 12 2.2.4 산화에 의한 산화물 구조의 영향 13 2.2.5 내부산화 13 2.3 산화물 분산강화 (Oxide Dispersion Strengthened. ODS) 14 3. 백금 합금의 고온휘발특성 18 3.1 서론 18 3.2 실험 방법 20 3.2.1 시편제조 20 3.2.2 고온휘발실험 20 3.2.3 표면의 조성분석 및 조직 관찰 20 3.3 실험 결과 27 3.3.1 고온휘발실험 후 중량변화 27 3.3.2 표면의 조성분석 및 관찰 31 3.4 고찰 35 3.5 결론 41 4. 강화백금의 기계적 특성 42 4.1 서론 42 4.2 실험방법 44 4.2.1 고온휘발특성 평가 44 4.2.1.1 시편준비 44 4.2.1.2 고온휘발실험 후 중량 변화 측정 44 4.2.1.3 표면관찰 및 조성분석 44 4.2.2 강화백금의 기계적 특성 평가 45 4.3 실험결과 및 고찰 48 4.3.1 강화백금의 고온휘발특성 48 4.3.2 강화백금의 기계적 특성 54 4.3.2.1 상온 인장시험 54 4.3.2.2 고온 인장시험 54 4.4 고찰 62 4.4.1 결정립계 휘발에 따른 표면적 증가 62 4.4.2 결정입계 사이의 산화물 67 4.5 결론 70 5. 총괄 결론 71 6. 참고 문헌 73 List of Tables and Figures
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22406
Appears in Collections:
College of Engineering(공과대학) > Materials Science & Engineering (신소재공학) > Theses(신소재공학 석박사 학위논문)

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