텅스텐보다 두배 강한 `초강력 합금` 나왔다

금속분말 섞어 경도·강도 높여
류호진 KAIST 교수팀 개발


국내 연구진이 여러 금속 분말을 섞어 텅스텐보다 경도와 강도를 2배 이상 높인 새로운 신소재 합금을 개발했다. 1억도가 넘는 초고온의 플라즈마를 형성해 에너지를 얻는 핵융합 발전과 우주 같은 극한 환경에서 사용할 수 있을 전망이다.

류호진 KAIST 교수(원자력및양자공학과)팀은 텅스텐, 탄탈륨, 티타늄, 크롬 등 금속 분말을 혼합한 후 고온에서 열처리해 새로운 합금을 만드는 데 성공했다고 24일 밝혔다.

이 기술은 텅스텐에 소량의 금속을 넣어 물성을 개량하는 기존 방식에서 한 발 나아가 다량의 금속을 동시에 혼합하는 기술을 활용했다. 마치 칵테일처럼 여러 금속 분말을 혼합한 후 고온 열처리를 통해 치밀한 덩어리로 만드는 '소결' 성형 공정을 거쳤다.

이 소재는 핵융합 발전을 위해 고온의 플라즈마를 가두는 '토카막' 용기의 내구성을 확보하는 '핵융합 플라즈마 대면재'에 적용될 수 있을 전망이다. 도넛 모양의 토카막은 강력한 자기장을 통해 1억도가 넘는 플라즈마를 안정적으로 유지하는 역할을 해 핵융합 발전의 핵심 장비다.

류호진 교수는 "이 기술은 열 충격과 플라즈마 및 중성자로 인한 손상이 심각하게 발생하는 극한 환경에서 활용 가능한 고성능 신소재 개발로 이어질 수 있을 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '사이언티픽 리포트(5월 16일자)에 실렸으며, 미래부와 연구재단의 지원을 받아 오와이스 왓심 박사과정생이 제1저자로 연구에 참여했다.

대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr