단국대 주수현 교수팀, 마그네슘 복합소재 강도·연성 동시 향상 기술 개발

단국대학교 신소재공학과 주수현 교수

단국대학교는 신소재공학과 주수현 교수 연구팀이 항공, 자동차, 전자기기 등 첨단산업의부품 경량화에 주로 사용되는 마그네슘 복합소재의 강도와 연성을 동시에 향상시키는 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

기존 마그네슘 복합소재는 세라믹이나 탄소섬유를 보강재로 사용해 강도는 높지만 충격에 취약하고 연성이 낮다는 한계가 있었다.

주 교수 연구팀은 금속 내 일부 성분만 제거하는 '금속용탕 탈성분(Liquid Metal Dealloying)'기술을 응용해 마그네슘 복합소재의 한계를 극복하고 강도와 연성을 동시에 향상시키는 데 성공했다.

연구팀은 철(Fe), 크롬(Cr), 니켈(Ni)으로 구성된 합금을 액체 상태의 마그네슘(Mg) 용탕에 넣어 니켈을 추출하는 방법을 사용했다.

이 과정에서 철과 크롬이 그물처럼 연결된 뼈대를 만들고, 그 사이를 마그네슘이 채우며 3차원 구조가 형성됐다.

연구팀은 이 3차원 구조에 이트륨(Y)이나 알루미늄(Al)을 첨가해 금속 내부를 더 복잡하고 단단한 3차원 구조로 만드는 데 성공했다.

특히 알루미늄(Al)을 첨가한 복합소재는 강도가 약 36% 향상됐고, 연성은 기존과 비슷한 15% 수준을 유지하는 우수한 기계적 특성을 보였다.

주수현 교수는 "금속용탕 탈성분 기술은 미세 나노 수준에서 금속 간 구조를 정밀하게 설계할 수 있는 새로운 접근법"이라며 "이번 연구를 통해 경량 고강도 구조재 분야의 새로운 가능성을 입증했다"고 했다.


천안=하재원 기자