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복합재료

SiC 입자로 알루미늄 합금을 강화한 금속 기지 복합재료(MMC)의 성질로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A기지인 알루미늄 합금에 비해 영률과 내마모성이 높고 선팽창 계수가 작아지지만, 연성과 인성은 떨어진다
  2. B기지인 알루미늄 합금에 비해 선팽창 계수가 커지고, 연성도 크게 향상된다
  3. CSiC 입자는 녹은 알루미늄과 전혀 반응하지 않으므로, 어떤 온도에서 제조해도 계면에 반응 생성물이 생기지 않는다
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정답: A. 기지인 알루미늄 합금에 비해 영률과 내마모성이 높고 선팽창 계수가 작아지지만, 연성과 인성은 떨어진다

영률이 약 400 GPa로 높고 선팽창 계수가 약 4×10⁻⁶ K⁻¹로 작은 SiC 입자를 넣으면, 복합재료의 영률과 내마모성은 기지인 알루미늄 합금보다 높아지고 선팽창 계수는 작아집니다. 선팽창 계수를 반도체나 세라믹스 기판에 가깝게 할 수 있으므로 전력 반도체의 방열판 등에 사용됩니다. 한편 단단한 입자 주위에서 균열이 생기기 쉬워 연성과 인성은 떨어집니다. 선팽창 계수가 커지고 연성도 향상된다는 설명은 둘 다 반대입니다. 또한 SiC는 고온의 녹은 알루미늄과 반응하여 취약한 Al₄C₃를 만드는 경우가 있어, 제조 온도나 기지의 Si 양을 조정하여 반응을 억제합니다.

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