Al-Mg-AIN 및 Al-Mg-Al₂O₃계 분말 성형체를 900℃에서 질소와 대기(air)분위기로 4~5 시간 직접 반응시켜 세라믹/금속 경사기능 재료를 제조하였다.제조된 시편은 반응 후에도 시편의 형상이 반응전의 원형에 가깝게 유지되는 특성(near net shape)을 나타내었다.
질화 반응에 의해 형성된 반응층은 표면에 치밀한 세라믹층이 형성되고 그밑에는 체널 구조층이 형성되었다. 또한, 600℃에서 아르곤 분위기로 예비 소결을 한 경우 이론 밀도의 97%까지 치밀화가 가능하였으며 내부에서 금속 특성을 유지하기 위한 질화 알루미늄의 첨가량은 15wt%가 적당하였다. 외부에 치밀한 세라믹 반응층을 형성하기 위해서는 4 ~ 6wt%의 Mg첨가가 필요하였다.
산화 반응에 의해 형성된 반응층은 Al-Mg-Al₂O₃계 분말 성형체를 900℃에서 대기(air) 분위기로 4 ~ 5시간 직접 산화 반응시켜 세라믹/금속 경사기능 재료를 제조하였다. 제조된 시편은 반응 후에도 시편의 형상이 반응전의 원형에 가깝게 유지되는 특성을 나타내었다.
산화 반응에 의해 형성된 반응층은 치밀한 세라믹층(dense ceramic layer)과 체널층(channel layer)의 배열에 따라 표면에서 부터 치밀한 세라믹층/ 체널층/ 미반응 Al층의 Type I과 체널층/ 세라믹층/ 체널층/ 미반응 Al층의 TypeII가 관찰되었으며, 반응층내의 미세 구조와 미소경도 변화 관찰결과 각상의 함량과 경도값이 거리에 따라 연속적으로 변화하는 경사기능 특성을 나타내었다.
이러한 경사기능 반응층의 특성은 반응중 시편의 산화반응 거동과 밀접하게 연관되어 있었다. 산화반응 거동에 영향을 미치는 제조 변수로는 반응 온도, 반응 가스인 대기(air)의 유량, 합금 원소인 Mg의 함량, 첨가제인 Al₂O₃의 함량등이 있었는데, 이러한 제조 변수가 시편의 산화반응 거동에 미치는 영향을 반응 시차 중량 분석(thermogravimetric analysis) 장치를 이용하여 관찰하였다.
반응층 성장의 단계와 메커니즘을 규명하기 위해 반응 시간을 10분에서 5시간까지 변화시키며 반응층의 미세 구조의 변화를 관찰하였다. 반응층의 종류(Type I, Type II)는 반응층 표면에 형성되는 MgO층의 상태에 의해 좌우되었다. 그런데, MgO층의 상태는 반응물(reactant)인 분말 성형체의 Mg함량에 의해 영향을 받는 것으로 관찰되었다.