모사 회절패턴을 이용한 준안정 β-Ti 합금과 템퍼드 마르텐사이트 강의 ω/ω-like 상 이중회절 해석
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 최병학
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 신소재공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000012029
- UCI I804:42001-000000012029
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
Metastable phases are formed from stable parent phases while maintaining consistent lattice coherence. These phases are primarily revealed as hcp lattices and have been reported in materials such as Ti alloys and steels. ① β-Ti ω phase, ② Tempered steel ω-like phase, ③ stainless steel(SS) ε-hcp, ④ Diffraction pattern analysis is necessary to elucidate the hcp lattice or lattice coherence in superconductors. However, interpreting anomalous diffraction spots induced by these phases using TEM diffraction patterns is challenging. A simplified and visualized diffraction pattern simulation method was devised for TEM observations. Lattice dots with spacings of 25–43 μm were printed on transparent film, and a green laser with a single wavelength of 520 nm was transmitted through it to simulate visually comparable diffraction patterns. ① The ω-hcp phase in β-Ti is induced by lattice overlap along the <011> and <113> zone axis of the β-bcc matrix. ② Similarly, the ω-like phase in tempered steel is induced by lattice overlap along the <011> and <113> zone axis of the β-bcc matrix, akin to the ω-hcp phase in β-Ti. ③ The ε-hcp phase in SS is induced by lattice overlap along the <112> zone axis of the γ-fcc lattice and the <111> zone axis of the α-bcc lattice, but it involves assumptions of expansion, contraction, and twisting of the γ and α lattices. ④ By clarifying the lattice coherence in superconductors, the coherence angle related to the Magic Angle where superconductivity occurs was demonstrated. Thus, using the printed lattice dot films and the green laser diffraction patterns developed in this study, we confirmed that the previously reported ω-hcp phase in bcc alloys results from lattice overlap along the <011> and <113> zone axis. Similarly, the ε-hcp phase in fcc alloys was demonstrated to result from lattice overlap along the γ<112> and α<111> zone axis. Additionally, we proved the coherence angles that establish lattice coherence associated with the magic angles in superconductors.
more초록/요약 도움말
준안정 상들은 안정한 모상(parent phase)으로부터 형성되며 서로 일정한 격자정합을 이룬다. 이들은 주로 hcp 격자로 밝혀지는데, Ti 합금과 철강 등에서 보고된다. ① β-Ti ω상, ② Tempered steel ω-like, ③ SS ε-hcp, ④ 초전도체에서 hcp 격자 또는 격자 정합(lattice coherence)을 밝히기 위한 회절패턴 해석이 필요하다. 그런데 TEM 회절패턴으로는 이 상들에서 유발되는 비정상의 회절점 해석이 쉽지 않다. TEM 관찰에서의 회절패턴 분석을 단순화하여 가시적인 회절패턴 모사방법을 고안했다. 25~43㎛ 간격의 격자점(lattice dot)을 투명필름에 인쇄하고, 여기에 520㎚ 단파장 그린레이저를 투과시켜 가시적으로 비교 가능한 회절패턴을 모사하였다. ① β-Ti의 ω-hcp는 β-bcc 기지의 <011>, <113> 정대축에 대한 격자 겹침으로 유도된다. ② Tempered – steel의 ω-like상은 β-Ti의 ω-hcp와 동일하게 β -bcc 기지의 <011>, <113> 정대축에 대한 격자 겹침으로 유도된다. ③ SS ε-hcp는 γ-fcc의 <112>와 α-bcc의 <111> 정대축에 대한 격자 겹침으로 유도된다. 그러나 여기에 일부 γ와 α격자의 팽창/수축, 비틀림의 가정이 들어간다. ④ 초전도체 격자정합을 밝힘으로써 초전도가 일어나는 Magic Angle과 관련된 정합각을 증명하였다. 따라서 본 연구의 격자점 인쇄 필름과 그린레이저 회절패턴을 이용하여 기존에 보고되었던 bcc 합금의 ω-hcp는 <011>&<113> 정대축 격자 겹침 현상임을 증명하였다. fcc 합금의 ε-hcp는 γ<112>&α<111> 정대축 격자 겹침 현상으로 증명된다. 추가적으로, 초전도체의 Magic Angle과 관련된 격자정합을 이루는 정합각을 증명하였다.
more목차 도움말
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 이론적 배경 3
2.1. 브래그 법칙 (Bragg's law) 3
2.2. 역격자 공간 4
2.3. Ewald 구 (Ewald sphere) 4
2.4. 추가 회절점 (Extra spot) 5
2.5. 이중 회절 (Double diffraction) 6
2.6. Ti 합금 7
2.7. 스테인리스강 9
Ⅲ. 실험방법 10
3.1. 격자 인쇄 모사 키트 제작 10
1) 레이저 선정 10
2) 격자점 인쇄 13
3) 고정대 제작 22
3.2. 모사 회절패턴 23
1) FCC 회절패턴 23
2) BCC 회절패턴 24
Ⅳ. 실험결과 및 고찰 25
4.1. 준안정 β-Ti 합금의 ω-hcp 상 모사 회절패턴 25
4.2. 템퍼드 마르텐사이트강의 ω-like 상 모사 회절패턴 33
4.3. 스테인리스강의 ε-hcp 상 모사 회절패턴 40
4.4. 초전도체의 격자정합 모사 회절패턴 47
Ⅴ. 결론 53
5.1. 준안정 β-Ti 합금의 ω-hcp 상 53
5.2. 템퍼드 마르텐사이트강의 ω-like 상 54
5.3. 스테인리스강의 ε-hcp 상 55
5.4. 초전도체의 격자정합 56
참고문헌 57
Abstract 60
