철강재료연구실의 고성능 경제형 STS 등 다양한 기술 개발 성과 발표

한국재료연구원(KIMS, 원장 이정환)이 11월 28일 경남 창원 소재 재료연 연구1동 2층 세미나실에서 ‘2023년 N-Lab. 성과발표회’를 개최했다.

재료연구원에서 수행한 N-Lab.(국가연구실) 성과를 발표하고, 소·부·장(소재·부품·장비) 분야 산·학·연·관 전문가와 의견 공유를 목적으로 이뤄진 이번 성과발표회는 지난 2021년부터 시작해 올해로 3회째를 맞이했다.

정부는 지난 2019년, 일본의 우리나라에 대한 핵심 품목 수출 규제 방침에 대응하고자, ‘소재·부품·장비 연구개발 투자전략 및 혁신대책’을 수립했다. 또한, 국가 자립역량 강화를 목적으로 N-Lab.(국가연구실), N-Facility(국가연구시설), N-Team(국가연구협의체)을 지정해 소재·부품·장비 분야의 대표 연구실과 연구시설 역량을 국가 차원에서 묶은 바 있다. 이는 핵심 품목에 관한 안정적인 연구 수행과 더불어 일본의 수출 규제와 같은 긴급 상황 발생 시 이에 대한 신속한 대응이 목적이다.

이번 성과발표회는 이에 따른 연구성과를 발표하고, 산·학·연·관 전문가를 대상으로 의견을 공유하는 자리이다.

철강재료연구실은 인공신경망 기반의 고급강 특화 물성 예측 기술을 개발하고, 이를 경제형 고성능 STS와 증기터빈 로터블레이드용 차세대 내열강, 건축용 고급 특수형강 합금 설계에 적용해 철강소재 핵심품목의 기술자립을 견인했다. 기존의 일반적인 상온 인장 물성 예측뿐만 아니라, 경제형 STS가 필요로 하는 공식 저항성과 저온 충격, 내열강이 필요로 하는 크리프 특성, 특수형강이 필요로 하는 고온 인장 특성 등의 고급강 특화 물성을 인공지능(AI) 기술을 통해 높은 정확도로 예측해, 합금 개발에 빠르게 반영할 수 있다는 장점이 있다.

타이타늄연구실은 스크랩을 원료로 사용해 900MPa급 미세결정립 순수 타이타늄 소재 제조기술을 개발했다. 희유금속을 함유한 고가의 타이타늄 합금과 동등한 수준의 강도와 탄성을 갖는 900MPa급 순수 타이타늄을 산업 현장의 기존 장비를 사용해 양산할 수 있다는 장점이 있다. 우주항공, 생체의료, 생활용품 분야 등에 폭넓게 적용할 수 있다.

알루미늄연구실은 내구성이 획기적으로 향상된 전기차용 알루미늄합금을 자체 개발하는 데 성공했다. 해당 기술은 전기차 배터리 외장재의 신뢰성을 높여, 최근 사회문제로 대두되는 전기차 사고로 인한 중대 재해 방지에 이바지할 것으로 기대된다. 기존 6000계열 알루미늄합금에 다양한 미량원소를 첨가해 열적 내구성을 높였다.

금속분말연구실은 초경 나노분말 및 고밀도화 소결 기술을 바탕으로 적층형 세라믹콘덴서(MLCC)를 절단할 수 있는 두께 100㎛ 이하의 고경도 고정밀 나이프(Knife)와 직경 0.1㎜ 이하의 초고압 워터젯 분사 노즐 등의 고경도 공구를 개발했다. 또한 고가의 희토류(Nd)를 30% 이상 줄이는 고가성비 영구자석을 세계 최초로 개발하는가 하면, 고특성 연자성 소재를 통해 회전자(영구자석) 및 고정자(연자성)를 개발해, 미래차의 핵심 구동 소재 획득에 성공했다.

재료연구원 이정환 원장은 “국가연구인프라 지정 및 운영 이후, 소재․부품․장비 핵심기술에 관한 관심과 연구개발 및 지원이 현저하게 높아짐을 몸소 느낀다”며 “체계적인 운영과 깊이 있는 연구로 우수한 성과가 많이 나오고 있는 만큼, 여기에 만족하지 않고 더욱 노력해 국민이 체감할 수 있는 성과로 이어지도록 최선을 다하겠다”고 말했다.