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Alloy718 니켈기 초내열합금 제조공정에 대한 고찰
김진혁(J. H. Kim),장대건(D.K. Jang),신정호(J. H. Shin),송영석(Y. S. Song) 한국소성가공학회 2021 한국소성가공학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.5
Alloy 718 은 니켈-철기(Ni-Fe based) 석출강화형 초내열합금이다. 우수한 고온강도, 가공성과 용접성을 확보하도록 Nb을 첨가하여 개발된 고강도 내열소재이다. 기지는 FCC(Face Centered Cubic)조직이며 주강화상은 Ni<sub>3</sub>Nb 조성의 디스크형상의 γ″상으로 기지와 정합관계를 갖는 DO<sub>22</sub> (Ordered bct)결정구조로 석출한다. Ni<sub>3</sub>(Al, Ti)조성의 γ´상은 구형의 미세한 석출물로 L12 결정구조(Ordered FCC)를 갖으며, 기지와 정합관계로 석출한다. 본 합금에서는 Al 과 Ti 이 상대적으로 적어 γ´상이 미량 석출하기 때문에 보조강화상으로 역할을 한다. γ″과 γ´의 부피분율의 합은 20%정도로 알려져 있다. 하지만 주요 화학 성분인 Cr, Mo, Nb, Al, Ti 등은 응고과정에서 수지상의 전단부에서 편석도가 심한 특성을 보인다. 주요성분의 편석이 심하게 발생하면 γ″과 γ´의 부피분율의 합이 작아지게 되고 합금설계시 목표로 했던 특성이 발현되기 어려워질 수 있다. 따라서 편석도를 최대한 제어하기 위해서는 Double Melting(VIM-ESR/VIM-VAR)또는 Triple Melting(VIM-ESR-VAR)공정이 최종부품의 요구특성에 따라 선별적으로 적용되고 있다. 한편으로 운전조건이 엄격한 조건에서 노출되는 관계로 고온에서 크리프 특성이 중요하며 As, Sb, Sn, Pb 등 Trace 원소의 제어를 통해 향상시킬 수 있다. 또한, 우수한 열기계적 피로특성도 요구하므로 개재물의 크기와 양을 효과적으로 제어할 필요가 있을 것으로 사료된다. 따라서, 본 연구에서는 Alloy 718 합금의 제조공정에 대해 고찰하고 편석과 개재물 잔존량을 최소화할 수 있는 공정개발에 대해 논하고자 한다.
문석환,최광성,엄용성,윤호경,주지호,최광문,신정호,S.H. Moon,K.S. Choi,Y.S. Eom,H.G. Yun,J.H. Joo,G.M. Choi,J.H. Shin 한국전자통신연구원 2023 전자통신동향분석 Vol.38 No.6
Heat dissipation technology for semiconductors and electronic packaging has a substantial impact on performance and lifespan, but efficient heat dissipation is currently facing limited improvement. Owing to the high integration density in electronic packaging, heat dissipation components must become thinner and increase their performance. Therefore, heat dissipation materials are being devised considering conductive heat transfer, carbon-based directional thermal conductivity improvements, functional heat dissipation composite materials with added fillers, and liquid-metal thermal interface materials. Additionally, in heat dissipation structure design, 3D printing-based complex heat dissipation fins, packages that expand the heat dissipation area, chip embedded structures that minimize contact thermal resistance, differential scanning calorimetry structures, and through-silicon-via technologies and their replacement technologies are being actively developed. Regarding dry cooling using single-phase and phase-change heat transfer, technologies for improving the vapor chamber performance and structural diversification are being investigated along with the miniaturization of heat pipes and high-performance capillary wicks. Meanwhile, in wet cooling with high heat flux, technologies for designing and manufacturing miniaturized flow paths, heat dissipating materials within flow paths, increasing heat dissipation area, and reducing pressure drops are being developed. We also analyze the development of direct cooling and immersion cooling technologies, which are gradually expanding to achieve near-junction cooling.