반용융 Zn-40%Sn 합금의 점도 측정 및 조직에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 Coutte형의 고온 공축회전 점도계를 이용하여 고상률, 전단률 및 냉각속도에 따른 반용융 Zn-40% Sn 합금의 점도를 측정하였으며, 또한 반용융된 합금의 조직을 조사하였다. 반용융 Zn-40 % Sn 합금의 점도는 고상률, 전단률 및 냉각속도에 크게 의존되며, 고상률과 냉각속도가 증가할수록 그리고 전단률이 감소할수록 점도는 증가하였다. 고상률이 0.25 ~ 0.45되는 범위 내에서 반용융 합금의 점도는 η$_a$ = Aexp Bf$_s$ 의 관계를 만족하였으며, 상수 B의 값은 전단률이 감소할수록 또한 냉각속도가 증가함에 따라 크게 나타났다. 교반을 가하지 않은 Zn-40 % Sn 합금의 반응고조직은 faceted dendrite에 가까운 판상의 수지상이었으며, 고상률이 0.45인 경우, 2차 수지간격은 냉각속도와 $DAS = aㆍ\dot{e}^{-n}$의 관계를 만족하였다. 이때 지수 n은 $\frac{1}{2.77}$로 3차원적 수지상을 갖는 타합금계의 경우와 비슷하였다. 전단률을 $257 \sec^{-1}$로 하여 교반시키면서 고상률이 0.45 및 0.55로 되도록 반응고시켜 얻은 비수지상 조직에서도 초정입경은 $PPS =aㆍ\dot{e}^{-n}$의 관계를 만족하였으나, 초정입경의 냉각속도 의존도를 나타내는 지수 n의 값은 2차 수지의 경우보다 훨씬 작게 나타났으며, 이는 전단률이 낮은 본 연구의 실험조건에 기인되는 것으로 판단되어졌다. 또한 전단률과 냉각속도가 일정할 경우에 초정의 입경은 고상률이 증가함에 따라 증가하였다.