In sintered Co-Cu alloys with 30, 40, 50 wt % Co the cobalt grain growth in liquid matrix was investigated at the temperature range between 1150℃ and 1300℃. The specimens were prepared by usual powder metallurgy techniques from 1.35$㎛ cobalt powder and 4.8$㎛ copper power. When sintered and annealed at those temperatures from 30 minutes and 10 hours in the presence of liquid cobalt-copper matrix, spherical cobalt grains were formed. Since the densities of the cobalt grains and the matrix are almost identical, the grains were dispersed uniformly througout the matrix volume.
The increase of the average grain size with annealing time, t, is observed to follow closely the $t^{1/3}$ law predicted for the diffusion controlled growth mechanism by Lifshitz and Slyozov, Wagner, and Ardell. The growth rate is observed to increase with decreasing matrix fraction, providing a further evidence for diffusion controlled mechanism. On the other hand the linear intercept distribution agrees closely with the predictions for the reaction controlled mechanism in the Lifshitz, Slyozov, and Wagner(LSW) theory. The results are, however, consistent with Ardell's prediction that when grains with small inter-grain distance grow by diffusion controlled mechanism the grain size distribution will be almost identical to the reaction controlled mechanism in LSW theory. Therefore, the results agree with Ardell's predictions for the diffusion controlled growth.
The activation energy for the diffusion of cobalt atoms in liquid cobalt-copper matrix was obtained as 109 ± 5 KJ/mol.
무게비로 30, 40, 50% Co의 조성을 갖는 Co - Cu 소결 합금을 재료로 하여 액상 기지상에서의 코발트 입자의 성장을 1150℃ ~ 1300℃ 온도 영역에서 연구하였다. 시편은 1.35 ㎛ 코발트 분말과 4.8 ㎛동 분말을 사용하여 일반적인 분말야금법으로 준비하였다. 액상 동-코발트 기지상이 존재하는 상기 온도에서 30분 ~ 10시간 소결하였을 때 거의 구형의 코발트 입자가 형성되었다. 코발트 입자와 기지상의 밀도 차이가 근소하기 때문에, 입자들이 기지상의 전영역에 고르게 분산되고 있었다.
소결 시간 t에 따라 평균 입자 크기는 $t^{1/3}$에 비례하여 증가함을 관찰하였는데, 이는 Lifshitz 와 Slyozov, Wagner, Ardell이 전개한 diffusion controlled mechanism의 예측과 일치하는 것이다. 기지상의 분율이 감소할수록 성장 속도가 증가함을 관찰하였다. 이 점은 계의 성장이 diffusion controlled mechanism에 의해 이루워 짐을 보여주는 또 하나의 증거이다. 한편 입자 단선 분포는 Lifshitz 와 Slyozov, Wagner (LSW)이론의 reaction controlled mechanism이 예측하는 분포와 유사하였다. 그러나 이 결과는, 입자 간의 거리a}L} 가까운 계에서는 입자 성장이 diffusion controlled mechanism에 이루워 질 경우 입자 크기 분포는 LSW이론의 reaction controlled mechanism과 동일한 분포를 보인다는 Ardell의 예측과 일치하는 것이다. 그러므로 본 연구의 결과는 입자의 성장이 용질 원자의 확산에 지배를 받는다는 Ardell 이론의 결과와 일치한다.
동-코발트 기지상에서 코발트 원자 확산의 활성화에너지는 109 ± 5 kJ/mol 임을 구하였다.
