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새로운 평균장 근사법을 이용한 로터스형 다공성 금속의 탄성률 예측

전문가 제언: ○ 다공성 금속은 경량성, 흡음성, 에너지흡수성 및 낮은 열전도성 등의 우수한 특성을 갖고 있기 때문에 최근 새로운 첨단 경량구조재료로서 크게 주목받고 있다. 그러나 발포 알루미늄으로 대표되는 등방적인 기공을 갖는 다공성 금속은 기공률이 높고 기공형상도 불규칙하여 강도가 매우 낮아 용도가 제한되고 있으므로, 강도를 더욱 향상시키기 위한 제품화 연구가 활발히 추진되고 있다.

○ 현재 국내에서는 가스연료용 연소기, 축방열 시스템, 순간기화기, 여과재, 다공성 금속의 공동부에 수소저장합금을 충전하는 방법 등으로 응용이 활발히 진행되고 있으며, 중소기업체에서는 다공성 금속섬유 제조방법에 관한 특허출원 등으로 부가가치가 높은 첨단 신소재의 양산작업을 서두르고 있는 실정에 있다. 이러한 시점에 값비싼 투자나 시행오차를 거치지 않고 이론적으로 탄성률을 예측할 수 있는 방법이므로 관련 산업계에 도움이 될 수 있을 것이다.

○ 새롭게 고안된 유효평균장 근사법(Effective-mean- field)은 경험적인 인자를 전혀 사용하지 않고 실험치를 정량적으로 재현하는 것이 가능하다. 또한 이 방법을 사용하여 여러 종류의 로터스 금속의 탄성률을 정량적으로 예측하는 것도 가능하게 되었다. 또한 다공성 금속뿐만 아니라 복합재료 등에도 유효평균장 근사법을 적용하는 것이 가능하기 때문에 향후 다른 재료에서의 이용도 기대된다.

○ 본고에서는 로터스형의 철, 마그네슘, 동에 대하여 실험과정을 생략할 수 있는 이론적인 분석에 의한 로터스 금속의 탄성특성에 대해서 검토하였다. 또한 새롭게 고안된 유효평균장 근사법에 의해서 로터스 금속의 탄성률을 모델계산에 의하여 정량적으로 예측하였으므로 로터스형 다공성 금속을 연구 개발하는 관련 산업체에 큰 도움을 줄 수 있는 자료이다.

저자: Masakazu Tane., Tetsu Ichitsubo, Masahiko Hirao, Toyonaka, Hideo Nakajima
자료유형: 학술정보