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일방향기공을 갖는 다공질금속의 물성평가

전문가 제언: ○ 다공질금속의 제조법은 오래 전부터 여러 가지 방법으로 개발되어 왔으며 대표적인 방법으로는 분말금속의 소결법을 비롯하여 가스에 의한 액체금속의 발포법, 3차원 망목구조 골격(skeleton)에 대한 금속도금법, 입자충전층에 액체금속의 주입, 나선형 금속와이어에 의한 직조법 등 이 있다.

○ 여기에서 소개한 로터스형 다공질금속은 액상과 고상의 가스용해도의 차이를 이용하여 비교적 간단한 방법으로 제조할 수 있다. 즉 액상금속에 용해도가 큰 수소가스나 질소가스를 용해시킨 후 응고시키면 용해도의 저하로 발생하는 다량의 기포에 의하여 다공질체가 형성되는데 일방향응고에 의하여 기공을 응고방향과 평행하게 배열시킬 수 있는 점이 특징이다.

○ 용융금속에 대한 수소의 용해도는 비교적 커서 다공질금속을 제조하는 데에는 유리하나 폭발성이나 인화성이 있어 취급에 주의를 요한다. 용해도는 작으나 용융철에 질소가스를 흡수시켜 40~50%의 기공률을 갖는 다공질철의 제조가 보고되고 있다.

○ 방향성을 갖는 로터스형 다공질금속의 기계적 성질이나 물성은 잘 알려져 있지 않으나 본 보고에서는 탄성률, 강도, 열 및 전기전도도, 용접성, 내식성 등의 실측 예를 소개하고 있으며 특히 본 논문의 저자는 유효평균장이론에 의하여 탄성률, 전기전도율의 기공률 의존성을 예측할 수 있는 모델을 제안하고 있다.

○ 로터스 금속의 경우 인장방향이 기공과 평행한 경우의 인장강도는 비다공질체와 동일하므로 무게를 기공률 만큼 경량화한 고강도 소재의 제조가 가능하다. 또한 본 보고에서 소개하고 있는 바와 같이 용접성, 내식성도 보유하고 있으므로 의료용 생체재료, 경량성과 탄력성을 활용하는 스포츠용품, 열전도성을 활용하는 냉각장치나 열교환기 등의 분야에 용도확대가 기대된다.

저자: Hideo Nakajima et al
자료유형: 학술정보