Effect of Graphene Addition on Mechanical Properties of TiN

2017 Korean Journal of Metals and Materials  
Despite of many attractive properties of TiN, the current concern about the TiN focuses on its low fracture toughness below the ductile-brittle transition temperature. To improve its mechanical properties, the approach generally utilized has been the addition of a second phase to form composites and to make nanostructured materials. In this respect, highly dense nanostructured TiN and TiN-graphene composites were obtained within two min at 1250 ℃. The grain size of TiN was reduced remarkably by
more » ... the addition of graphene. The addition of graphene to TiN simultaneously improved the fracture toughness and hardness of TiN-graphene composite due to refinement of TiN and deterring crack propagation by graphene. This study demonstrates that the graphene can be an effective reinforcing agent for improved hardness and fracture toughness of TiN composites. † (그림 1은 10시간 동안 고 에너지 볼 밀링한 TiN과 TiN-5 vol% 그래핀 분말의 주사전자현미경 미세조직과 EDS 분석 결과를 나타낸 것이다. 분말은 매우 미세하고 응집이 많이 되 어 있음을 관찰할 수 있다. EDS 분석에서 Ti, N 과 C 피크만 관찰되었고, 용기나 볼로부터 오염될 수 있는 W이나 Fe 피크 는 분석되지 않았다. TiN과 TiN-그래핀 분말을 10시간 동안 고에너지 볼 밀링한 본말의 X-선 회절 도형은 그림 2에 나타 내었다. 모든 피크는 TiN이었고, 피크의 반가폭은 컸다. 이것 은 볼 밀링에 의해 TiN 분말이 미세화되었고, 분말에 변형이 발생되었기 때문이다. 밀링한 TiN, TiN-1 vol% 그래핀, TiN-3 vol% 그래핀, TiN-5 vol% 그래핀 분말에서 TiN 결정 립의 크기를 Suryanarayana 식[11]으로 계산한 결과 각각 44, 22, 17, 15 nm 이었다. 그림 3은 밀링한 분말에 80 MPa의 기 계적 압력과 펄스전류를 가했을 때, 가열 시간에 따른 온도와 수축길이 변화를 나타낸 것이다. 펄스전류를 시편에 가했을 때, 가열시간 약 5초까지 열팽창 현상을 나타내었으며 그 이
doi:10.3365/kjmm.2017.55.3.179 fatcat:vfrbmk3ae5dr7lnkx2m6qung7m