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Fe3Al의 APB의 의탄성과 그의 응용

전문가 제언: ○ 「의탄성(擬彈性)」이란 재료에 소성변형을 일으키는 변형을 주었다가 가했던 힘을 제거하면 처음의 형태로 돌아가는 현상을 말하며, 휴대전화 안테나나 안경 프레임, 의료용 등 다양한 제품에 응용되고 있다.

○ 「형상기억합금」은 가했던 힘을 제거한 후에 가열하면 처음의 형상으로 돌아가는 점에서 의탄성(anelasticity)과는 다르다.

○ Ti-Ni계 합금은 제조 원가가 높은 등의 이유로 그의 응용범위가 한정되어 왔다. 값싼 철계 합금에서 의탄성이 발견되면 그 응용범위가 확대될 것은 의심할 여지가 없다. 필자들은 과 Fe3Al에서 APB 의탄성 발현기구를 상세히 밝힘에 따라 Ti-Ni계 합금의 변태 의탄성에 필적하는 형상회복을 하는데 성공하였다.

○ Fe3Al의 의탄성은 ① 철계이므로 값이 싸다, ② 작동온도가 넓다(-50~200℃), ③ 조성을 엄밀히 제어할 필요가 없다(±1%), ④ 강도가 500MPa로 비교적 높다. 라는 장점이 있으나, ⓐ 다결정에서는 충분한 성능이 얻어지지 않고, ⓑ 결정반위(結晶方位) 이방성(異方性)이 강하고, ⓒ 반복 특성이 낮다는 결점이 있어 앞으로 연구할 과제도 만만치 않다고 하겠다.

○ Ti-Ni계 형상기억합금은 고가이므로 그 사용이 극히 제한되어 왔으나 철계 합금은 값싸게 만들 수 있어 판재로 만들어 사용하게 되면 그 응용범위는 무궁무진할 것이며 몇 가지 단점을 보완하면 더더구나 많은 사용분야가 확보될 것으로 보인다.

○ 철계 의탄성 합금은 소형부품보다는 대형부품에 응용이 확대될 것으로 전망된다. 특히 저 사이클, 큰 진폭의 진동 충격흡수에 적당한 점을 감안하면 내진용에 적합하고, 판재로 만들어 수송기기의 외장 재료로 사용하면 원만한 충격에는 변형되지 않고 원형을 유지하는 좋은 자재가 되어 꿈의 재료가 될 것이 확실하다고 생각된다. 빨리 단점을 보완하는 연구가 진행되기를 간절하게 고대한다.

저자: Yasuda Hiroyuki, Umakoshi Yukichi
자료유형: 학술정보