마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법 및 이를 이용한 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편
manufacturing method of micro-pillar aluminum alloy specimens for physical properties evaluation and micro-pillar aluminum alloy specimens for physical properties thereof
특허 요약
본 발명은 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법 및 이를 이용한 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편에 관한 것으로, 알루미늄의 변형 거동을 확인하기 위해 특정 방위를 가진 결정에 마이크로필라 시편을 제조하여 미세영역 물성을 용이하게 평가할 수 있는 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법은, Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr 합금을 용융하여 Al-Zn-Mg-Cu 합금의 잉곳(ingot)을 전자기적 교반으로 제조하는 제1단계; 상기 잉곳(ingot)을 440 내지 460 ℃에서 어닐링(annealing) 하는 제2단계; 상기 어닐링(annealing) 후, 수중에서 급랭하는 제3단계; 상기 수중에서 급랭 후, 자연시효하는 제4단계; 상기 자연시효 후, ESBD를 통해 마이크로필라를 만들고자 하는 결정립내에서 마이크로필라 제조 영역을 확정하는 제5단계; 및 상기 확정된 제조 영역에 대해 단결정에 FIB(Focused ion beam)를 조사하여 마이크로필라를 제조하는 제6단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
청구항
번호청구항
1

Al-Zn-Mg-Cu 합금을 용융하여 Al-Zn-Mg-Cu 합금의 잉곳(ingot)을 제조하는 제1단계;상기 잉곳(ingot)을 440 내지 460 ℃에서 어닐링(annealing) 하는 제2단계;상기 어닐링(annealing) 후, 수중에서 급랭하는 제3단계;상기 수중에서 급랭 후, 자연시효하는 제4단계; 상기 자연시효 후, ESBD를 통해 마이크로필라를 만들고자 하는 결정립내에서 마이크로필라 제조 영역을 확정하는 제5단계; 및상기 확정된 제조 영역에 대해 단결정에 FIB(Focused ion beam)를 조사하여 마이크로필라를 제조하는 제6단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법.

2

제 1항에 있어서,상기 제1단계의 Al-Zn-Mg-Cu 합금은 Al 87.5 %(w/w), Zn 8.0 %(w/w), Mg 2.0 %(w/w) 및 Cu 2.5 %(w/w)인 것을 특징으로 하는 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법.

3

제 1항에 있어서,상기 제1단계에서 상기 잉곳(ingot) 제조는 680 내지 720 ℃에서 50 내지 70초 동안 진행하는 것을 특징으로 하는 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법.

4

제 1항에 있어서,상기 제2단계에서 23 내지 25 시간 동안 어닐링(annealing) 하는 것을 특징으로 하는 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법.

5

제 1항에 있어서,상기 제3단계에서 500 ℃/min의 냉각속도로 수중에서 급랭하는 것을 특징으로 하는 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법.

6

제 1항에 있어서,상기 제4단계에서 24 내지 27 ℃에서 자연시효하는 것을 특징으로 하는 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법.

7

제 1항에 있어서,상기 제6단계는 상기 확정된 제조 영역에 대해,내부반경(R2) 3.8 내지 4.2 ㎛, 외부반경(R1) 17.3 내지 17.8 ㎛ 및 높이(H) 9.8 내지 10.2 ㎛로 1차 마이크로필라를 형성하는 제6-1단계;내부반경(R2) 2.8 내지 3.2 ㎛, 외부반경(R1) 9.8 내지 10.2 ㎛ 및 높이(H) 4.8 내지 5.2 ㎛로 2차 마이크로필라를 형성하는 제6-2단계;내부반경(R2) 1.8 내지 2.2 ㎛ 및 높이(H) 4.8 내지 5.2 ㎛로 3차 마이크로필라를 형성하는 제6-3단계; 및내부반경(R2) 1.5 내지 1.7㎛ 및 높이(H) 4.8 내지 5.2 ㎛로 4차 마이크로필라를 형성하는 제6-4단계;를 순차적으로 FIB(Focused ion beam)를 조사하는 것을 특징으로 하는 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법.

8

제 7항에 있어서,상기 제6-1단계에서 1차 마이크로필라를 형성시,상기 FIB(Focused ion beam)는 28 내지 32 keV의 전압 및 8 내지 12 nA의 전류로 수행하는 것을 특징으로 하는 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법.

9

제 7항에 있어서,상기 제6-2단계에서 2차 마이크로필라를 형성시,상기 FIB(Focused ion beam)는 28 내지 32 keV의 전압 및 0.8 내지 1.2 nA의 전류로 수행하는 것을 특징으로 하는 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법.

10

제 7항에 있어서,상기 제6-3단계에서 3차 마이크로필라를 형성시,상기 FIB(Focused ion beam)는 28 내지 32 keV의 전압 및 498 내지 502 pA의 전류로 수행하는 것을 특징으로 하는 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법.

11

제 8항에 있어서,상기 제6-4단계에서 4차 마이크로필라를 형성시,상기 FIB(Focused ion beam)는 28 내지 32 keV의 전압 및 248 내지 252 pA의 전류로 수행하는 것을 특징으로 하는 마이크로필라 형태의 미세영역 물성 평가용 알루미늄 합금 시편 제조방법.

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