고무금속의 재료설계

전문가 제언

○ 일반적인 금속재료는 강도가 높을수록 연성이 낮다. 이에 대하여 고무금속은 강도도 높은데다 연성도 높은 것이 특징이다. 또, 탄성도 있어 유연하며 가공경화도 생기지 않는다. 게다가 열적, 기계적 성형가공성도 우수한 특성을 갖는다.

○ 현재 고무금속은 유연한 고유 특성을 살려 안경테, 골프채, 테니스 라켓, 자동차 범퍼 충돌 흡수재 등에 사용되고 있다. 하지만 종래의 실용합금은 불규칙 고용체가 많고, 격자 내의 원자수도 많아서 고무금속제조에 많은 어려움이 있었다. KURAMOTO Shigeru는 상태도나 열역학적 이론에 제1원리계산을 응용한 재료설계, 다기능 특성에 대하여 연구하였다. 또, 티타늄합금의 탄성정수와 방향 탄성률을 고무금속의 설계에 적용하면서 실용합금 재료설계에도 응용하였다.

○ 본 연구에서 개발한 고무금속의 특성은 강인한 티타늄(Ti) 금속기지에 니오븀(Nb)이나 탄탈(Ta), 바나듐(V), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf)을 첨가한 산화물합금으로 부드러우면서도 인장강도가 높은 체심입방(BCC: Body Centered Cubic) 구조를 갖는 금속이다. 최근 일본의 자동차제조사에서 개발한 티타늄 고무금속 합금은 고강도, 저영률, 고탄성의 유연성의 자동차 프레임, 충격흡수재 등에 효과적으로 사용될 것으로 사료된다. 2008년 국내 한국과학기술정보연구원과 국회도서관이 제공한 자료에 의하면 사방정계-NiSi/Si(010)구조의 편석에 의한 확산이나 Pd치환, 정방정계-Ni1-XMXSi/Si(001)(M=Co, Pd, Pt)구조, Si기판에 In확산, 나노세라믹 불순물 개선연구에 제1원리계산을 활용하고 있다.

○ 최근 미국의 Nano Sonic사에서는 인장강도 유연성을 2배로 증가시킨 고무금속을 제조하여 인조 근육이나 비행기의 날개에도 적용할 수 있을 것이라 밝혔다. 독일의 G+H Schallschutz GmbH, 이탈리아의 Metal World 등 49개사에서 고무금속을 생산 공급 중이다. 국내에서는 아직 생산하지 못하고 있는 실정이다. 이 고무 부품을 국산화 개발함으로써 향후 충격흡수용 자동차프레임, 범퍼 및 이동통신용 진동흡수부품, 산업용 진동흡수 베어링이나 기어, 인공근육이나 재활용 완충기와 생체치과재료 등으로 광범위하게 사용될 것으로 사료된다.

저자

Kuramoto Shigeru

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

80(1)

잡지명

金屬

과학기술
표준분류

재료

페이지

48~53

분석자

김*상

분석물

• 고무금속의 재료설계.pdf [364,755 byte]

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