Titanium 합금계에서의 수소확산에 관한 연구

Abstract

Titanium에 Fe 및 Al 합금원소를 첨가하므로 수소확산에 어떠한 영향을 미치는가를 고찰하기 위해 Ti에 $1 \sim 6\%$의 Fe 그리고 $6 \sim 7.5\%$의 Al을 각각 첨가하여 합금을 만든 다음 이 합금시편과 순수한 Ti을 수소압력 $4 \sim 200torr$와 $661 \sim 1080\,^\circ\!C$의 온도범위에서 수소와 반응시키고 이 반응으로 인한 무게증가를 thermogravimetric 방법으로 측정하고 이 결과로써 수소확산계수와 이에 따른 활성화 에너지를 산출하였다. 반응시간과 무게증가에 따른 대수치는 거의 비례하게 나타났으며 이 결과는 순수한 Ti합금에서 수소와의 반응을 지배하는 단계를 금속내로의 수소확산임을 말해준다. 또 Ti에 Fe 및 Al 을 각각 첨가했을 경우의 수소확산에 필요한 활성화에너지는 증가하였고 특히 Fe 를 첨가한 경우는 거의 직선적인 증가를 보여 Fe 를 6\% 첨가한 경우는 거의 3배의 증가를 보였다. 또한 $\beta-Ti$에 있어서는 확산계수와 활성에너지는 Fe나 Al을 첨가한 경우 다 비슷한 값을 보여 주었다.