고엔트로피 합금소재 국제학술대회 ‘ICHEM 2018’ 개최
고엔트로피 합금소재 국제학술대회 ‘ICHEM 2018’ 개최
  • 엄재성 기자
  • 승인 2018.12.18 08:05
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단순계 소재에서 복잡계 소재로 신소재 개발의 패러다임 전환 제시
19개국의 석학과 전문가 400여명 참가, 231개 연구개발 결과 발표

고엔트로피(High Entropy) 소재 연구개발의 글로벌 최대의 장인 ‘ICHEM 2018’ 국제학술행사(공동위원장 홍순형, 김형섭교수)가 19개국 400여명이 참석한 가운데 2018년 12월 9일부터 12일까지 성황리에 마무리 되었다.

이 행사는 제주시 라마다 플라자호텔에서 대한금속재료학회 주관으로 진행되어 총 231개 논문이 발표되었으며, 해외 18개국에서 외국인이 2/3 이상을 차지하여 국내외 학계의 주목을 받았다. 이는 2016년 대만에서 개최되었던 1회 학술대회의 168개 논문보다 양적으로나 질적으로 큰 성장을 보였다.

공동위원장인 홍순형 교수의 환영인사 모습. (사진=재료연구소)
공동위원장인 홍순형 교수의 환영인사 모습. (사진=재료연구소)

이번 국제 컨퍼런스의 공동위원장인 KAIST의 홍순형 교수는 “최근 소재분야는 단순 조성계의 기존소재로부터 새로운 복잡 조성계의 하이엔트로피 소재로 기술혁신을 연구하는 세계의 석학들이 한 자리에 모여, 미래 사회에서 요구되는 신소재 개발 및 응용에 대한 최신 연구결과의 발표와 토론이 이루어졌다”고 밝히고 “기존 소재의 조성과 구조와는 혁신적으로 다른 하이엔트로피 소재가 특성의 한계를 돌파하기 위한 새로운 R&D 방향으로 제시되었다”며 큰 의미를 부여했다.

고엔트로피 합금은 최근 우주항공 및 해양산업의 발달과 더불어 초고온 및 극저온용 극한소재를 필요로 하는 분야에 응용이 기대되고 있으며 기존 재료의 한계를 뛰어넘는 소재로 주목을 받고 있다. 전통적인 합금의 경우, 합금원소를 첨가하게 되면 금속간 화합물을 형성하여 소재가 취약해질 수 있다. 그러나 2004년에 대만의 Yeh 교수와 영국의 Cantor 교수가 독립적으로 고엔트로피합금을 학계에 보고한 이후 다양한 연구 개발이 진행되고 있다.

대표적인 고엔트로피합금인 칸토합금 개발자 칸토 교수의 강연 모습. (사진=재료연구소)
대표적인 고엔트로피합금인 칸토합금 개발자 칸토 교수의 강연 모습. (사진=재료연구소)

이 합금의 경우 기존의 합금과는 달리 한 원소를 기본으로 하는 것이 아니라 다수의 원소가 주요 원소로 작용하여 높은 혼합 엔트로피를 가지기 때문에 고합금계임에도 불구하고 금속간 화합물의 형성을 극소화하고 FCC(면심입방정) 또는 BCC(체심입방정) 계열의 고용상을 유지한다. 이러한 합금들은 극한환경에서도 높은 파괴인성과 내식성을 유지하여 향후 미래소재로 주목받고 있다. 주요 합금계로는 CoCrFeMnNi 등이 있다.

그러나 산업계의 시선으로는 주요 합금성분 등이 고가이며 주조 용해 시 산화, 고온 장시간 열처리가 요구되는 등 대량생산 및 실용화에는 한계가 있다는 의견이 있으나 최근 최적의 가격과 기계적 특성을 가지는 합금 성분을 도출하고, 국내 재료분야 최대 출연연구소인 재료연구소(KIMS)의 나영상 박사팀에서 고엔트로피합금의 대량 생산 등 산업화 관련 기술을 연구함으로써 실용화를 지향하는 연구도 활발히 진행되고 있다.

기조연설자인 미라클 박사가 하이엔트합금의 도전과제를 발표하는 모습. (사진=재료연구소)
기조연설자인 미라클 박사가 하이엔트합금의 도전과제를 발표하는 모습. (사진=재료연구소)

기조연설자로 나선 미국공군연구소의 다니엘 미라클(Daniel Miracle) 박사는 ‘고엔트로피 신소재에 대한 새로운 기회와 도전’이라는 흥미로운 주제로 발표를 하였다.

총 4개의 세션에서 다양한 주제를 가지고 다양한 발표가 이루어졌으며, 특히 류호진 교수(KAIST)는 고 엔트로피 산화물의 개념을 제안하여 화제가 되었고, 독일의 안나 만조니(Anna Manzoni) 박사는 재료의 강도를 증가시키기 위한 석출물에 대한 흥미로운 분석 결과를 보여주기도 하였다.

이번 국제학술대회의 공동위원장인 포항공과대학교 김형섭 교수는 “국내외 많은 연구진들이 합심하여 훌륭하게 대회를 마칠 수 있게 되었다”고 밝히며, “특히 많은 해외 석학들과 함께한 이번 국제학술대회를 통해 국제 네트워크 강화 및 다양한 정보의 공유가 이루어졌으며, 우리나라의 신소재 연구의 위상도 한층 높아졌다고 평가받고 있다”고 말했다.

한편, 2년 후에 개최되는 ‘ICHEM 2020’ 행사는 독일의 우베 그라젤(Uwe Glatzel) 교수가 위원장으로 선임되어 독일 베를린에서 개최될 예정으로, 향후 고엔트로피 소재가 파괴적인 혁신을 불러일으킬 미래기술로 성장이 기대된다. 


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