구리·알루미늄 합금 강도 향상 기술 개발
구리·알루미늄 합금 강도 향상 기술 개발
  • 박종헌 기자
  • 승인 2020.09.07 11:27
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재료연 한승전·최은애 박사팀 연구

구리·알루미늄 합금의 강도를 향상시킬 수 있는 기술이 개발돼 주목된다.

재료연구소는 재료공정혁신연구본부 한승전, 최은애 박사 연구팀이 최근 석출경화형 합금의 미세구조를 효과적으로 제어하는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

연구팀은 가공공정기술과 전산설계를 융합해 기존과 다른 미세구조를 만들어내고 이를 구리·알루미늄 합금에 적용했다. 그 결과, 새롭게 구현된 미세구조에서 강도와 연성 또는 강도와 전도도가 획기적으로 동시에 향상되는 것을 확인했다.

모든 금속은 안정한 상태를 이루려고 하는 성질을 가진다. 이는 각 구조별 안정화에너지와 이를 방해하는 계면에너지로 나뉜다. 이번 연구의 핵심은 이러한 계면에너지를 제어함으로써 미세구조의 형상을 변화시키는데 있다는 게 연구팀의 설명이다.

금속의 강도를 증가시킬 경우, 강도와 상반특성인 연성과 인성, 전도도 등은 필연적으로 감소된다. 이 기술을 이용할 경우, 합금성분의 변화만으로도 강도와 그 제반 특성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

새로운 성능을 만들어내기 위해서는 기존 공정에서 합금화하기 어렵거나 대규모의 신규장비가 요구된다. 이번 연구는 새로운 구조를 보다 쉽게 만들고 일반적인 공정만으로도 구현이 가능하도록 적용이 용이한 원소로만 합금을 설계한 것이 특징이다.

연구책임자인 한승전 연구원은 “금속의 고강도화는 오랫동안 연구돼 영향력이 낮다는 생각이 학계에 지배적이었다”며 “이번 성과는 그 동안 우리가 간과한 영역에 대해 꾸준하게 의문을 품고 해결하고자 노력한 결과이며, 이를 계기로 앞으로 구조금속 등 고전 연구 분야도 새로운 관점과 방법으로 다시 돌아볼 필요가 있다”고 밝혔다.

한편, 이 연구 결과는 소재분야의 세계적인 저널인 '프로그레스 인 머테리얼즈 사이언스' 8월호에 온라인 게재됐다.

 


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