FeMnSi계 형상기억합금의 발견과 응용(Discovery and Development of FeMnSi Based Shapememory Alloys)

전문가 제언

□ 일반금속은 탄성한계 이상의 응력에 의한 변형은 그 응력이 제거되어도 처음모양으로 돌아가지 못하고 영구적인 변형된 상태로 남는다. 그러나 형상기억합금(shape Memory Alloy)은 가해준 응력을 제거하고 일정한 온도를 가해주면 원상태로 돌아오는 특성이 있다.

□ 금속에 형상기억 특성이 있다는 것이 처음 알려진 것은 1938년 미국 Harvard 대학 O.Grananger 교수가 발견한 이래 1951년에 T.Read 등이 금-카드뮴(Au-Cd) 형상기억합금을 합성하면서 본격적으로 연구되어 왔으며 지금까지 20여 가지 형상기억합금이 확인되었다.

□ 형상기억합금은 Ni-Ti계, Cu계, Fe계가 있고 이중 Ni-Ti계는 기능재료로 주로 사용하며 구조재료로 사용하는 형상기억합금은 Fe계로 대표적 조성이 Fe-Mn-Si계 합금이다. Fe-Mn-Si계 합금은 1982년 sato 등이 Fe-30Mn-1Si 조성 단결정에서 형상이 100% 회복되는 것을 확인하였으며 1986년 Murakami등은 철계 다결정 상태 형상기억합금을 만들었다.

□ 최근 그 응용분야도 빠른 속도로 신장되고 있어 여성용 브래지어 등 생활용품, 치아교정, 골절부 압박고정 등 의료용 각종 센서 등 산업용으로 다양한 용도개발이 진행되고 있으며 본고에서와 같이 지하공간 확보공법, 상하수관 연결 등 건축 · 토목부문에서도 새로운 공법으로 등장하고 있다.

□ 본고에서는 FeMnSi계 형상기억합금의 발견에서부터 최적조성(Fe-30Mn-6Si) 모색에 이르기까지 일관성 있게 검토하였으며 특히 상변태 과정을 상세히 다루었다. 또 초고압 전자현미경을 이용하여 변태과정에서 지구기구의 존재를 확인하였으며 hcp → fcc 역변태를 담당하는 쇼클리 부분전위의 가역적 운동도 확인하여 향후 형상기억합금의 성능개선, 응용 및 상품화에 더욱 가속 될 것으로 기대한다.

저자

Akikazu Sato

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2005

권(호)

44(1)

잡지명

Bulletin of the Japan institute of metals(N103)

과학기술
표준분류

재료

페이지

4~9

분석자

오*갑

분석물

• FeMnSi계 형상기억합금의 발견과 응용.pdf [182,904 byte]

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