부산대학교 도서관

Ti-Ni 형상기억합금은 우수한 형상기억 특성뿐만 아니라 뛰어난 내식성, 가공성, 생체적합성 등으로 산업 전반에 응용되고 있다. 대표적인 응용분야로는 치과 교정용 wire, 혈관 Camera, Stent 등에 사용되고 있다. Ti-Ni 형상기억합금에서는 B2phase, B19'phase 및 R-phase가 있으며 이 상들 간에는 B2↔R, R↔B19' 및 B2↔B19'의 세 가지 변태를 한다. 이들 모두는 마르텐사이트 변태이며 형상기억 특성을 발현한다. 특히 B2↔R상 변태는 전위, TiNi 석출물 및 제 3원소 첨가에 의하여 발생하며 R상변태의 출현으로 B2↔R↔B19'의 2단계 변태과정을 거치게 된다. B2↔R상 변태는 작은 격자 변형을 가지므로 작은 변태 변형률(~1%)과 변태 히스테리시스를 가진다. 이 때문에 반복적인 변태에서 작은 미세조직의 구조적 결함을 보이므로 온도 응답성이 우수하며 actuator의 재료로써 응용이 기대된다. 따라서 B2↔R변태의 응용을 위해서는 R상 변태온도의 제어가 필요하다.과거 연구에서 Ti-Ni기 2원계 합금에 Fe, Al등의 제3원소 첨가는 R상 변태를 도입하는 유용한 방법으로 보고되어졌다. 또한 Fe첨가는 R↔B19' 마르텐사이트 변태온도를 감소시키고 R상을 안정화시키는 효과가 있다. 하지만, 제3원소인 Fe첨가에 따른 R상 변태온도 변화는 보고되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 Fe첨가가 Ti-Ni기 합금의 변태거동에 미치는 영향을 조사하기 위하여, Ti-(50-X)at%Ni-Xat%Fe(X=1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.3)합금에서 Fe첨가에 따른 R-phase 변태거동에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, Ti-Ni-Fe합금의 형상기억특성의 향상을 위하여 Ni-rich Ti-Ni-Fe합금 조성을 설계하여 Ti3Ni4 석출물의 R-phase 변태 및 형상기억거동에 미치는 영향을 조사하였다.