Cu-Ag 합금에서 금속강화기구와 전기전도도의 상관관계에 관한 연구

Title
Cu-Ag 합금에서 금속강화기구와 전기전도도의 상관관계에 관한 연구
Authors
박경훈
Keywords
cuag합금에서금속강화기구와전기전도도의상관관계에관한연구
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
Cu-Ag 합금은 고강도, 고전도도를 동시에 구현할 수 있는 합금으로 잘 알려져 있으나 금속강화기구에 따라 전기적ㆍ기계적 성질에 큰 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서는 Cu-Ag 합금에서 합금량에 따른 금속강화기구와 전기전도도의 상관관계를 알아보기 위해 Cu-2, 3, 4, 5wt.%Ag 합금을 제조 하고 용체화, 시효처리 후 전기적, 기계적 특성평가를 하였다. 합금량에 따른 물성의 변화는 Ag 함량이 2%에서 5%로 높아질 수록 강도는 208MPa에서 252MPa까지 약17% 향상 되었지만 전도도는 93%IACS에서 87%IACS까지 약 6% 감소하여 Ag 첨가량의 증가는 금속의 강화에 기여하지만 전기전도도에는 악영향을 미치는 것으로 확인 하였으며 용체화처리 후 Ag 공정상의 재고용으로 인한 고용강화 효과로 재료의 기계적 성질은 증가하지만 전기전도도는 감소하였고 이때 과포화 고용되었던 용질원자가 시효처리 후 rich-Ag상으로 석출됨으로서 전기적ㆍ기계적 물성이 동시에 향상됨을 확인하였다. 용체화처리 및 시효처리와 같은 금속강화기구에 따른 기계적ㆍ전기적 물성 변화는 확연 하였으며 XRD를 이용한 격자상수 측정을 통해 강화기구별 Cu 기지내의 용질원자 Ag의 거동을 간접적으로 관찰하였고 용질원자의 고용과 석출에 의한 격자간 거리 변화와 전기전도도 값은 반비례관계를 갖는다는 것을 확인 하였다. Cu 기지내에 잔존하는 Ag 용질원자를 최소화하여 전기전도도 저하 없이 기계적 물성을 향상시키고자 325~425℃범위의 온도에서 시효열처리를 최대 336시간동안 행하였고 그 결과 325~385℃ 범위의 온도에서 시효시간이 길어질수록 기계적ㆍ전기적 물성이 지속적으로 향상 되었고 특히 385℃의 온도범위에서의 전기적ㆍ기계적 물성의 향상이 현저함을 알 수 있었다. 반면 425℃의 온도범위에서는 최대 경도값에 이르는 시점이 6시간으로 매우 빨랐으나 과시효로 인해 곧 연화 되었으며 전기적 물성 향상 역시 미진하였음을 알 수 있었다. 금속강화기구별, 시효시간별 미세조직의 변화를 알아보기 위하여 FE-SEM 및 TEM을 이용, 미세구조를 확인하였고 이 합금의 전기적ㆍ기계적 물성에 절대적인 역할을 하는 석출물의 결정구조, 종류 및 크기 등을 확인하였다.
Description
제 1 장 서론 1 1.1 연구의 필요성 1 1.2 연구의 목적 및 범위 2 제 2 장 이론적 배경 3 2.1 석출강화형 동합금 3 2.2 동합금의 강화 기구 7 2.2.1 고용강화 8 2.2.2 석출강화 13 2.3 기계적ㆍ전기적 성질과 석출물의 크기와의 관계 18 2.4 고용체 합금에서 석출경화 시 전기 비저항의 변화 24 2.5 Cu-Ag 합금 30 제 3 장 실험방법 33 3.1 합금의 제조 33 3.2 용체화 처리 39 3.3 시효 처리 39 3.4 기계적 특성 측정 41 3.4.1 로크웰 경도 시험 41 3.4.2 인장시험 42 3.5 전기전도도 측정 42 3.6 미세조직 및 용질원자의 거동 분석 44 3.6.1 SEM 관찰 44 3.6.2 TEM 관찰 44 3.6.3 EPMA 분석 45 3.6.4 XRD 분석 46 제 4 장 실험방법 및 고찰 47 4.1 시효공정의 최적화 47 4.1.1 온도에 따른 기계적, 전기적 특성에 미치는 시효처리의 영향 47 4.1.2 시간 및 온도에 따른 기계적, 전기적 특성에 미치는 시효처리의 영향 51 4.1.3 시효시간에 따른 기계적, 전기적 특성에 미치는 미세조직의 관찰 58 4.2 Cu-Ag 합금의 강화기구에 따른 전도도와의 관계 71 4.2.1 인장강도 및 전도도에 미치는 Ag 함량의 관계 71 4.2.2 금속강화기구에 따른 특성 평가 및 Ag 용질원자의 거동 확인 78 제 3 장 결론 92 참고문헌 95
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23362
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College of Engineering(공과대학) > Materials Science & Engineering (신소재공학) > Theses(신소재공학 석박사 학위논문)
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