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나노결정성 재료의 파단 진행에 관한 고찰

전문가 제언: ○ 나노결정성 재료는 적어도 한 차원의 크기가 100 나노미터 이하로 이루어진 결정립을 구조체로 가지는 다결정성 재료로 정의된다.

○ 재료를 구성하는 결정립의 크기가 매우 작아지게 되면 결정립과 결정립 사이의 경계면의 면적이 엄청나게 증가하게 되고, 이로 인해 현재까지 알려진 나노결정성 재료들은 큰 결정립의 재료에서 나타나지 않는 다양한 물리적, 기계적, 화학적 성질 등을 나타낸다.

○ 즉, 금속원자의 규칙적인 배열이 무너진 결정립 사이의 계면이 재료의 성질에 지배적인 역할을 하게 되고 기존의 재료가 갖지 못했던 새로운 특성을 가지게 된다.

○ 나노결정성 재료의 많은 성질들은 지금까지 알려진 재료들이 가지는 성질과는 근본적으로 다르고, 또한 월등히 우수한 성질을 가지게 된다.예를 들어 나노결정 재료는 통상적인 다결정 재료에 비해 우수한 강도와 경도, 향상된 연성과 인성, 탄성계수의 감소, 확산계수의 증가, 높은 비열, 열팽창계수의 증가, 우수한 연자성 등을 나타낸다.

○ 또한 나노결정 재료는 세라믹처럼 쉽게 부서지는 재료(이를 취성재료라고 한다)에서의 취성을 방지하는 차원에서도 매우 중요하다. 따라서 나노결정 재료에서는 고체상을 구성하는 결정립 사이의 계면이 재료 특성 발현에 결정적인 역할을 하게 된다. 이러한 계면의 본질에 관한 연구는 재료의 나노미터 크기 영역에서의 구조와 물성 사이의 관계에 대한 이해를 증진시키며, 나노결정성 재료가 지니는 독특한 우수한 잠재적 성질들을 응용할 수 있는 가능성을 제고한다.

○ Ovidko는 나노결정성 재료 파단의 실험 연구, 컴퓨터 시뮬레이션 및 이론적 모델에 관한 개관을 제시하고, 연성 및 취성 파단 과정에서 실험적으로 탐색된 주요 실제(key facts)를 토론하고 있으므로 국내 다수 관련 분야 연구자들이 필독하여야할 리뷰라고 생각되어 추천하는 바이다.

저자: Ovidko, IA; AF Ovid'ko, I. A.
자료유형: 학술정보