Al₈₂Fe₁₄Ni₄ 벌크 금속 유리 합성 및 특성 분석

알루미늄 기반 벌크 금속 유리(BMG)는 기존 결정질 재료 대비 향상된 기계적 및 기능적 특성으로 인해 구조 및 생체 의학 분야에서 유망한 소재로 주목받고 있습니다. 본 연구는 Al₈₂Fe₁₄Ni₄ 합금의 BMG 합성을 위한 최적 매개변수를 규명하고자 기계적 합금화와 고압 처리를 결합한 공정을 적용했습니다. 원소 분말을 고에너지 진동 밀에서 80시간 동안 분쇄한 후, 다양한 압력 및 온도 조건에서 고압 응고를 진행했습니다. X선 회절(XRD), 비커스 미세경도 측정, 진동 시료 자력계(VSM)를 통해 구조적 및 기계적 특성을 분석했습니다. 80시간 밀링 후 7.7 GPa, 약 25°C에서 10분간 처리한 시료에서 가장 유망한 결과가 도출되었습니다. XRD 분석 결과 유리질 구조와 일치하는 비정질 할로가 관찰되어 BMG에 가장 근접한 상태임을 확인했습니다. 이 시료는 606 HV의 미세경도를 나타냈습니다. 또한, VSM 측정 결과 포화 자화가 0.57에서 0.63 emu/g으로 증가했으며, 201.24 Oe의 높은 보자력을 보여 경자성 재료로 분류되었습니다. 이러한 결과는 기계적 합금화와 고압 처리의 조합이 비정질 구조로의 구조 변화를 촉진하여 기계적 및 자기적 특성을 모두 향상시킴을 시사합니다. 이 두 가지 공정 경로의 조합은 Al₈₂Fe₁₄Ni₄ 기반 BMG 합성을 위한 유망한 접근 방식입니다.