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MGC 부품소재의 제조와 극한환경 하에서의 열안정성

전문가 제언: ○ 최근 개발된 MGC 재료(Melt-Growth Composites)는 초고온 조건 하에서도 실온과 같은 기계적 강도를 유지할 수 있는 공정복합재료로, 공업로나 가스터빈 등의 고온기기에 적용하여 한층 더 운전온도의 상승을 도모함으로써, 에너지효율의 비약적인 향상 및 CO2 배출량 삭감 등을 통한 지구환경 보존에의 기여가 기대된다.

○ MGC 재료는 비교적 용이하게 기계 가공할 수 있어 터빈 정익 등의 초음파 가공기술을 개발했지만 재료의 유효 이용 측면에서는 문제도 많다. 실용화를 위한 원가절감을 위해서는 기계 가공을 최소한으로 하여 가능한 한 최종 부품 형상에 가까운 형상으로 결정을 육성해 형상을 부여하는 니어넷쉐입(near net shape) 주조 기술개발이 필요하다.

– 또한 MGC 재료를 초고온 내열 부품소재로 폭넓게 실용화하기 위해서는 기계적(파괴강도 특성), 열적(선팽창계수, 비열 및 열전도율) 및 화학적 성질(내침식성․내부식성)뿐만 아니라 높은 내구성(피로, 크리프)과 신뢰성이 필요하다.

– 그리고 near net shape 주조에 의한 시제품 수준의 복잡 형상 부품소재를 실용화하기 위해서는 고온기기의 사용환경 하에서 실제 부품소재 수준의 평가시험이 필요하다.

○ 이에 일본은 혁신적 부품소재 산업 창출 프로그램의 일환으로 2001~2005년 소위 ‘MGC 초고효율 가스터빈시스템 기술연구 개발’ 프로젝트를 일본 NEDO를 중심으로 한 관-산-연 공동연구로 전체 예산 13.4억 엔을 투입하여, MGC 소재 복잡 성형성 향상의 개발, MGC 부품소재의 신뢰성 향상 개발 및 실환경 평가시험을 시도했다.

○ 이를 통해 MGC를 공업로 부품소재, 열전대 보호관, 고온 부품소재 시험용 치구, 가스터빈용 부품소재 등에 적용하여, 에너지효율의 비약적인 향상을 도모함으로써 신시장 및 새로운 고용을 창출하는 고부가 가치 재료 산업의 기반을 구축하였다.

저자: NAKAGAWA Narihito, OHTSUBO Hideki, SHIMIZU Kazutoshi, WAKU Yoshiharu
자료유형: 학술정보