Thermo Fisher의 'Phenom SEM을 이용한 합금 검사'을 이용한 응용자료는 (주)한국아이티에스에서 제공하였으며 주요 내용은 다음과 같다.
많은 엔지니어링 재료의 특성은 대부분 금속 성분의 조합과 핵심적 인 미세 구조의 형태와 분포에 의해 지배된다. 보통 이러한 특징은 기존의 광학 현미경으로 관찰할 수 있지만, 더 높은 배율 및 세부적 인 3D 정보가 필요한 경우 주사 전자 현미경(SEM)이 가장 적합하다.
Phenom™(8nm)은 광학 현미경의 해상도를 능가하는 탁상용 SEM을 사용하여 일반적인 SEM을 조작하는 어려움, 이에 소요되는 비용, 시 간적인 지연 등의 난제를 해소한다. 통상적인 엔지니어링 합금(예: Al, Ti, Fe 및 Ni)의 정기적인 야금 분 석, 품질 관리, 불량 분석 및 연구 조사와 같은 영역에서 Phenom SEM으로 매우 신속한 검사를 수행할 수 있다.
금속 조직학은 합금의 자체 속성과 성능을 가공하고 그 자체의 조성 을 연결하는 합금의 정보를 제공한다. 예를 들어, 티타늄 합금에서 항복 강도는 α-laths의 두께와 관련이 있는 것으로 나타났다. [1] α -laths의 정확한 측정은 합금 특성을 예측할 수 있는 새로운 모델에 투입할 때 중요하다.
그림 1은 β-ribs 처리된 Ti-6-4의 laths 사이에 있는 β-ribs(밝은 상) 뿐만 아니라 α-laths(어두운 상)를 보여준다. 이미 확립된 측정 기술 을 사용하여 약 50 - 100nm의 불확실성을 가진 이 laths 평균 두께를 계산할 수 있는데, 이는 기존의 광학 현미경 (즉, 200nm) [2]에 의해 제공되는 해상도 한계보다 작다. 종종 티타늄 합금에서, 그림 2에 도시 된 바와 같이 서브 마이크론 크기의 α-laths(예를 들 어, 2차 α)의 형성을 초래할 두 번째 핵 생성 현상이 발생한다. 이 특 성은 종종 합금을 강화시킬 수 있다. 이러한 현상이 존재한다는 것 을 안다고 하더라도, 광학 현미경을 사용하여 이러한 미세한 형상 을 이미지화하는 것은 매우 어려운 일이다. 그러나, 이러한 현상들은 Phenom SEM을 사용할 때 쉽게 관찰할 수 있다.
주조 알루미늄 합금의 추가적인 미세 구조 관측은 그림 3과 그림 4 로 확인할 수 있다. 금속 간 상(밝은 상)의 분포와 크기, 수축 다공성 은 합금 특성에 영향을 미친다. 그림 3은 Phenom의 중요한 특징을 보여주고 있다. - 이미지의 콘트라스트 변화로 나타나는 미세 구조 내의 위상 분포에 대한 정보를 수집하는 동시에 고유한 초점 거리에 의한 토폴로지 정보(예: 수축 다공성의 세부 정보)를 수집할 수 있어 이미지를 정확하게 구별하고 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
그림 5와 그림 6에 표시된 Ni 기반의 초합금은 "엔지니어링 된" 합금 의 훌륭한 예이며 현재의 최첨단 합금은 수십 년에 걸친 개발의 산물 이다. 무질서한 감마 Matrix와 질서 있게 배열된 감마 Prime으로 구성 된 이 합금은 강도와 크리프 저항의 매우 매력적인 조합을 보여주며, 가스 터빈 엔진(제트 엔진)의 특정 영역에서 선택되는 중요한 재료로 사용할 수 있다. 감마 Prime은 일반적으로 Al이 풍부하여 그림 6과 같이 BSE 모드에서 더 어두워진다.
상기와 같이 Ni 기반의 초합금과 Al 합금 등의 Phenom SEM 이미지 를 통하여 야금 분석, 품질 관리, 불량 분석 및 연구 조사에 활용할 수 있다.
Thermo Fisher의 'Phenom SEM을 이용한 합금 검사'에 대한 궁금한 내용은 본 원고자료를 제공한 (주)한국아이티에스를 통하여 확인할 수 있다.
*참고문헌: Phenom Application Note
[1] G. Lutjering, Mater. Sci. Eng. A 243 (1998) 32-45.
[2] J. Tiley, et al., Mater. Sci. Eng. A 372 (2004) 191-198
Data Services(자료제공): Korea I.T.S
The Person in Charge(담당자): Wonhak Lee
Maker(제조사): Thermo Fisher
e-mail: kits@koreaits.com
Country of Origin(원산지): NetherlandS
Model Name(모델번호): Phenom DesktopSEM
<이 기사는 사이언스21 매거진 2019년 12월호에 게재 되었습니다.>
주조 알루미늄 합금의 추가적인 미세 구조 관측은 그림 3과 그림 4 로 확인할 수 있다. 금속 간 상(밝은 상)의 분포와 크기, 수축 다공성 은 합금 특성에 영향을 미친다. 그림 3은 Phenom의 중요한 특징을 보여주고 있다. - 이미지의 콘트라스트 변화로 나타나는 미세 구조 내의 위상 분포에 대한 정보를 수집하는 동시에 고유한 초점 거리에 의한 토폴로지 정보(예: 수축 다공성의 세부 정보)를 수집할 수 있어 이미지를 정확하게 구별하고 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
그림 5와 그림 6에 표시된 Ni 기반의 초합금은 "엔지니어링 된" 합금 의 훌륭한 예이며 현재의 최첨단 합금은 수십 년에 걸친 개발의 산물 이다. 무질서한 감마 Matrix와 질서 있게 배열된 감마 Prime으로 구성 된 이 합금은 강도와 크리프 저항의 매우 매력적인 조합을 보여주며, 가스 터빈 엔진(제트 엔진)의 특정 영역에서 선택되는 중요한 재료로 사용할 수 있다. 감마 Prime은 일반적으로 Al이 풍부하여 그림 6과 같이 BSE 모드에서 더 어두워진다.
