포스텍, 단순 주조와 열처리만으로 금속 강도·연성 동시 구현한 신소재 개발 작성일 09-16 61 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="2YQVA6c6Io"> <p contents-hash="61eff60d717d3818dbb70a16e21bf4206dc9cd77d63dcb1bfcba31714adace9d" dmcf-pid="VGxfcPkPmL" dmcf-ptype="general">포스텍은 김형섭 친환경소재대학원·신소재공학과 교수팀이 단순 주조와 열처리만으로 금속 강도와 연성 잡는 신소재를 개발했다고 16일 밝혔다.</p> <p contents-hash="7e4365129380a2561178c42b123c6e453067a4cefc8d0815b9889c0b4f54ffa6" dmcf-pid="fBkgyAWAwn" dmcf-ptype="general">기존에는 여러 금속을 비슷한 비율로 섞어 만든 '고엔트로피 합금'이 주목받아 왔다. 그러나 지금까지의 고엔트로피 합금은 대부분 균일한 구조로 되어 있어, 금속의 강도와 연성을 동시에 높이는 데 한계가 있었다. 큰 결정립은 금속이 잘 늘어나게 해 연신율을 높이고, 작은 결정립은 금속을 단단하게 만들어 강도를 높일 수 있으나, 한 금속 안에서 두 종류의 결정립을 동시에 갖기는 어려웠다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="cb87e14311dba392eac3bf3517d49f77fe6da4151fc6aecbd10b0b0d6073827e" dmcf-pid="4bEaWcYcDi" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="김형섭 교수(왼쪽)와 신소재공학과 통합과정 박효진 씨" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/16/etimesi/20250916093853832fwar.jpg" data-org-width="399" dmcf-mid="KPGSqWBWsa" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/16/etimesi/20250916093853832fwar.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 김형섭 교수(왼쪽)와 신소재공학과 통합과정 박효진 씨 </figcaption> </figure> <p contents-hash="ec166025fddbee609165abeed90d803af970d890217b87cbaa5a25e3ee8b9d99" dmcf-pid="8KDNYkGkrJ" dmcf-ptype="general">최근에는 크기가 다른 결정립을 일부러 섞어 만든 비균질 구조가 해결책으로 떠오르고 있다. 그러나 이를 구현하려면 '분말야금(powder metallurgy)' 공정을 거쳐야 한다. 이 기술은 금속 가루를 눌러 성형한 뒤 고온에서 다시 가공하는 방식으로, 뛰어난 성능을 얻을 수는 있으나 과정이 복잡하고 비용이 많이 들어 산업 현장에서 상용화하기에는 어려움이 있었다.</p> <p contents-hash="c7824c8b3a18d87a960c530ffa6c1fd9a68ffafe1bcc366dc6f812d9d64a5a87" dmcf-pid="69wjGEHErd" dmcf-ptype="general">연구팀은 니켈(Ni) 기반의 고엔트로피 합금에 뜨거운 상태에서 금속을 눌러 펴는 작업(열간압연)과 정밀 열처리를 적용해 금속 내부에 마치 달걀처럼 '코어-셸(core-shell) 구조'를 만들어 냈다.</p> <p contents-hash="5b9c48b407215038881fdd49d02a1b9edb05be2151fc455aeeed851e201bdac7" dmcf-pid="P2rAHDXDDe" dmcf-ptype="general">금속 내부에 형성된 미세한 나노 입자(B2 석출물)가 작은 결정립들의 과도한 성장을 적절히 억제해 구조가 무너지지 않도록 잡아주었다. 이와 함께, 마지막 열처리 단계에서는 결정립 경계에서 이 입자들이 선택적으로 형성되어, 금속에 힘이 가해질 때 쉘은 방패처럼 전위를 막아 강도를 높이고, 코어은 완충재처럼 충격을 흡수해 균열을 완화시킴으로써 재료가 단단하면서도 잘 부서지지 않도록 도와준다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="26f40bb4414f0bc2678f7836e2281f6bc7f408de1752180ac38801ebc919b281" dmcf-pid="QVmcXwZwER" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="니켈계 고엔트로피합금의 열역학 상태도와 미세조직 도식도와 인장물성" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/16/etimesi/20250916093855041stxd.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="9kVqL9o9Ig" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/16/etimesi/20250916093855041stxd.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 니켈계 고엔트로피합금의 열역학 상태도와 미세조직 도식도와 인장물성 </figcaption> </figure> <p contents-hash="3ca4ea832590f20beef2672965ccf641d2afd99f70cc2bb29288b7e830557cc2" dmcf-pid="xfskZr5rsM" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 합금은 항복강도 1029MPa(메가파스칼), 인장강도 1271MPa, 연신율 31.1%라는 놀라운 성능을 기록했다. 기존보다 훨씬 더 단단하면서도 30% 이상 늘어날 수 있는 금속을 구현한 것이다. 무엇보다 이 모든 과정을 주조(녹여 틀에 붓는 방식)와 열처리만으로 이뤄냈다는 점에서 큰 의미가 있다.</p> <p contents-hash="aeb72740833523850915bb65e0b34ced2cfc6f9df7fea0f7e4ce4135afa371fe" dmcf-pid="yC97ibnbmx" dmcf-ptype="general">김형섭 교수는 “이번 연구는 분말야금 공정 없이도 복잡한 코어-셸 구조를 주조와 열처리만으로 구현한 첫 사례”라며, “정밀한 석출물 제어를 통해 구조 안정성과 변형 성능을 동시에 확보함으로써, 극한 환경에서도 사용할 수 있는 새로운 구조재 개발 가능성을 제시할 수 있을 것”이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="4e600133cdb9e15a9736f2d27252addb09ccab2e8612cc4e37bbed1625d73153" dmcf-pid="Wh2znKLKrQ" dmcf-ptype="general">김형섭 교수와 신소재공학과 통합과정 박효진 씨 연구팀이 참여한 이번 연구는 최근 재료과학 분야 국제 학술지 <span><strong>'Journal of Materials Science & Technology'</strong></span>에 게재됐다. 연구는 과학기술정보통신부 나노·소재기술개발사업, 현대자동차그룹의 연구 지원을 받아 이뤄졌다.</p> <p contents-hash="f4d622ae14b82c35c858a5b92d9576693ed4509fc89c62131a6429b5737d3d65" dmcf-pid="YlVqL9o9DP" dmcf-ptype="general">포항=정재훈 기자 jhoon@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 '학폭 부인' 조병규, HB엔터 떠난다…"전속계약 종료" [공식입장] 09-16 다음 “핵물질 이상반응 완벽 차단” 원자력硏, 금속 핵연료 제조용기 신소재 개발 09-16 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
