Al의 구조 및 선택된 특성

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 14194(2022) 이 기사 인용

1246 액세스

1 인용

측정항목 세부정보

본 연구의 목적은 액체 상태에서 두 가지 다른 냉각 속도로 제조된 2상 구조의 Al65Cr20Fe15 합금과 다상 구조의 Al71Cr24Fe5 합금에 대한 데이터를 보완하는 것이었습니다. 구조적으로 복잡한 Al65Cr27Fe8 상의 존재는 중성자 회절, 주사 전자 현미경, 화학 조성 분석 및 투과 전자 현미경을 통해 확인되었습니다. 또한, 액체 상태의 두 냉각 속도 모두에서 Al71Cr24Fe5 합금에 대해 γ-황동 구조를 갖는 Al8Cr5 상이 확인되었습니다. 구조적으로 복잡한 합금의 흥미로운 특징으로 인해 전기화학 테스트를 수행한 후 내마모성, 자기 특성 및 부식 생성물을 검사했습니다. 핀 온 디스크 측정에 따르면 Al71Cr24Fe5 다상 합금(μ ≒ 0.6)에 비해 Al65Cr20Fe15 합금(μ ≒ 0.55)에서 더 낮은 마찰 계수가 관찰되었습니다. 이원상 Al65Cr20Fe5 합금(HV0.1 = 917 ± 30)의 평균 경도는 문헌에 설명된 다상 Al71Cr24Fe5 합금(HV0.1 = 728 ± 34) 및 단상 Al-Cr-Fe 합금에 비해 더 높았습니다. 더욱이, 경도에 대한 급속 응고의 유익한 효과가 입증되었습니다. Al65Cr20Fe15 및 Al71Cr24Fe5 합금은 상자성 거동을 보였지만 빠르게 응고된 Al71Cr24Fe5 합금은 자기 특성의 증가를 나타냅니다. 연구된 합금은 전기화학적 테스트 후에 수동층이 존재한다는 특징이 있습니다. Al71Cr24Fe5 합금 표면의 더 많은 양의 산화물이 수동층의 안정화에 대한 크롬의 긍정적인 효과로 인해 기록되었습니다.

복합 금속 합금(CMA)은 금속간 결정질 화합물입니다. CMA는 구조적으로 복잡한 합금상(SCAP)으로 구성됩니다1. 그들은 수천 개의 원자로 구성될 수 있는 큰 단위 셀이 특징입니다. 셀에 수십 개의 원자를 포함하는 결정2, 준결정 및 그 근사체3는 SCAP 유형 구조로 간주됩니다. 복잡한 금속 합금은 높은 경도, 낮은 마찰 계수 및 우수한 내식성과 같은 흥미로운 물리화학적 특성을 나타냅니다4,5. 더욱이, 구조 결함이 없는 SCAP는 높은 수준의 자기 질서를 특징으로 할 수 있습니다6. 구조적으로 복잡한 구조를 가진 합금의 독특한 특성은 고전적인 결정 격자의 원자 구조가 다르기 때문에 전자와 포논의 전달이 다르기 때문에 발생합니다. 이 재료 그룹 개발의 주요 제한 사항은 구조적으로 복잡한 단상 합금의 제조와 이를 설명하기 위한 계산 및 이론적 자원입니다6. 물리화학적 특성을 기반으로 복잡한 금속 합금은 열전, 촉매 및 구조 재료(특히 고부하 위성 부품)3,5,6로 응용될 수 있습니다. CMA는 마찰 계수 감소로 인해 복합재 또는 코팅 재료로 적용될 수 있습니다4,5,8.

Al-Cr-Fe, Al-Cu-Fe 및 Al-Cu-Fe-Cr 합금은 구조적으로 복잡한 합금 상이 존재하기 때문에 CMA로 분류되었습니다4. Al-Cr9,10, Al-Cr-Fe2,4,8,11,12,13,14, Al-Cu15,16 및 Al-Cr-Fe2,4,8,11,12,13,16 및 Al–Cu–Cr17,18 화학 조성12. Dong9는 γ-황동 상이 준결정에 근접한 것이라고 밝혔습니다. 유사하게, Veys et al.19는 Al65Cr27Fe8의 상이 준결정 정이십면체 및 십각형 상의 근사치로 간주될 수 있는 γ-황동 구조를 갖는 CMA 화합물임을 나타냈습니다. 다른 간행물4,11에서는 구조적으로 복잡한 합금인 Al64.2Cr27.2Fe8.1 및 Al66.9Cu11.6Fe11.6Cr10.6 합금을 직경 20mm의 롤 형태의 열간 소결 분말로 제조한 다음 열처리. X-선 회절 분석에 기초하여 Al64.2Cr27.2Fe8.1 합금의 경우 Al8Cr5 상이 확인되었고, Al66.9Cu11.6Fe11.6Cr10.6 합금의 경우 Al6.5Cr0.5Cu2Fe 상이 확인되었습니다. 저자11는 Al8Cr5 상(γ-황동)이 Al65Cr27Fe8 상과 등구조적이라고 결론지었습니다.