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나노결정 금속의 기계적 특성에 대한 정량적 이해

전문가 제언: ○ nc 또는 ns 금속은 특별한 기계적 특성을 가지고 있다. 이 금속들은 재래의 큰 입자로 된 금속들보다 최소한 5배 이상의 강도를 가지면서도 인장에서 현저한 연성을 보유하고 있다. 파괴, 특정 피로특성에 대한 저항성, 내마멸성 등이 큰 입자 금속에 비하여 우월함도 확인되었다. 그러나 아직도 해결되지 않은 문제들이 남아 있다.

○ nc 금속의 기계적 특성을 개선하고 최적화하기 위하여 현재까지 개발된 효과적인 수단을 완전히 이해하기 위한 보다 심도 깊은 정량적 분석이 필요하다. 앞에서 기술한 요약들이 이 분야의 향후 개발에 대한 유용한 아이디어와 광범위한 연구기회를 제공할 것이다.

○ 시료의 품질이 강도, 연성, 피로 특성에 미치는 영향과 나노크기 쌍정의 영향도 구명되어야 한다. 단지 fcc Cu와 Ni 금속에 대한 연구만이 일부 수행되었으나, 다른 결정구조(e.g. bcc, fcc) 금속들에 대한 연구와 보다 유용한 nc/ns 합금에 대한 연구들이 더욱 많이 수행되어야 한다.

○ 보다 높은 변형률 속도와 온도 의존성, 전단대와 같은 국소 변형형태, nc 금속의 가공경화 특성 등과 같은 불명확한 반응들에 대한 계통적인 연구가 필요하다.

○ 수 nm 크기까지의 균일한 입자크기를 가진 시료를 합성, 역 H-P 관계의 시작과 결정립계 미끄럼-매개 초소성에 대한 명확한 해석과 벌크 nc 재료들의 세부적인 파괴 개시와 성장에 대한 실험적 추적이 필요하다.

○ 입자크기분포 변화에 기인하는 소성강도 기울기가 피로 성능에 미치는 영향 등과 같은 nc 재료들의 피로 특성을 개선하기 위한 다양한 방법을 강구해야한다. 끝으로 불안정한 나노구조가 그들의 실제 사용에 장애가 될 것이므로, 변형과정에서의 입자 성장 현상과 이를 조절하는 방법에 대한 완전한 이해를 위한 연구들이 필요하다.

저자: Dao, M; Lu, L; Asaro, RJ; De Hosson, JTM; Ma, E; AF Dao, M.; Lu, L.; Asaro, R. J.; De Hosson, J. T. M.; Ma, E.
자료유형: 학술정보