포스텍 신소재공학과 교수팀 개발
미래창조과학부는 김형섭·손석수 포스텍 교수(신소재공학과)팀이 영하 196도에서 항복강도(탄성 한계를 넘어 소성변형이 발생하기 시작하는 응력)가 1GPa에 달하는 초고강도 고엔트로피 합금을 개발했다고 12일 밝혔다. 전통적인 합금은 여러 원소를 첨가할수록 금속 간 화합물을 형성해 강도 등 기계적 성질이 약해지는 경향이 있다. 하지만 최근에는 한 원소에 치우치지 않고 모든 원소가 주요 원소로 작용해 금속 간 화합물을 형성하지 않는 '고엔트로피 합금'(HEA)이라는 새로운 합금 제조 방법이 나와 이런 한계를 극복하고 있다.그동안 고엔트로피 합금은 극저온에 가까울수록 강도와 연성이 높아지지만 항복강도가 낮은 단점이 있었다. 연구팀은 이를 극복하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 열역학 계산을 바탕으로 바나듐·크롬·망간·철·코발트·니켈 등이 섞인 새로운 고엔트로피 합금을 개발했다. 또 제조 과정에서 특수한 조건의 열처리를 통해 기계적인 특성을 향상시켰다.
손석수 교수는 "새로운 고엔트로피 합금 개발 방법을 제시하고 기존의 개념과는 다른 방식의 미세조직 제어를 통해 기계적 물성을 향상시킨 연구"라며 "극지방용 선박, 원유 및 액체가스 운반용기, 우주항공 및 심해산업 등 다양한 극한 환경 구조재료 산업에 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 미래소재 디스커버리사업의 지원을 받았으며, 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
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