헥사곤 보론 나이트라이드(HBN) 및 그래핀(Gr) 나노입자를 사용한 스터 캐스팅에 의한 ZA-27 복합재 제조에서 보강의 효과

아연 알루미늄 합금은 뛰어난 주조성, 높은 강도 및 비용 효율성으로 인해 베어링 및 하중 지지 응용 분야에 널리 사용됩니다. 그러나 더 높은 하중에서의 마모 저항성 및 마찰 안정성은 여전히 우려되고 있습니다. 개별 보강재는 복합 재료의 전체적인 마찰 성능 향상을 달성하지 못했습니다. 본 연구에서는 스터 캐스팅과 이어지는 초음파 처리를 통해 헥사곤 보론 나이트라이드(hBN) 및 그래핀(Gr) 나노입자로 보강된 ZA-27 기반 복합재의 제조를 조사했습니다. 복합재는 2 wt.%의 고정된 hBN 함량과 2, 4 및 6 wt.%의 다양한 Gr 입자 비율로 보강되었습니다. 마른 슬라이딩 마모 거동은 10N에서 30N까지의 하중 하에 핀-온-디스크 마찰계에서 조사되었습니다. 결과는 보강 함량이 증가함에 따라 마모 속도가 감소함을 나타냈습니다. 비보강 합금과 비교할 때, 30N 하중에서 2, 4 및 6 wt.% Gr 보강의 경우 각각 13.80%, 22.23% 및 46.26%에 해당하는 부피 마모 손실이 감소했습니다. 에너지 분산 분광법(EDS) 및 X선 회절(XRD) 분석은 복합재의 조성 및 상 안정성을 확인했으며, 주사 전자 현미경(SEM)은 보강 입자의 균일한 분포를 보여주었습니다. 마모된 표면 분석에서는 기판 합금에서 깊은 홈과 층이 분리된 현상이 나타났으나, 복합재는 윤활 트리보 필름의 형성으로 인해 더 세밀한 긁힘을 보였습니다. 이 연구는 자동차 및 해양 부품과 같은 첨단 산업의 마찰 응용을 위한 ZA-27/hBN/Gr 복합재 개발에 대한 참고 자료가 될 수 있습니다.