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철강재료의 미량성분분석을 위한 분리기술의 최신 연구동향

전문가 제언: ○ 철강재에 첨가되는 미량의 합금원소는 탈산기능(Si, Mn 등), 열처리성 증가(Cr, Mn, V 등), 내식성 향상(Cr), 내충격성 향상(Ni) 등의 유익한 효과를 준다. 반면에 P, S, 용해가스 등은 적절히 제거되지 않을 경우에는 철강재에 취성을 가져다 준다. 따라서 고품질의 철강재를 제조하기 위해서는 미량원소의 농도를 정밀하게 측정하는 기술이 필요하다.

○ 철강재에 존재하는 미량의 성분을 정확하게 측정하는 것은 첨단재료의 개발과 품질관리에 있어서 핵심적인 기술요소중의 하나이다. 이를 위해서는 성능이 우수한 분석장비와 함께 미량성분의 분리 농축기술을 확보하는 것이 필요하다.

○ 일반적으로 철원소는 반응성이 높기 때문에 철강재의 성분분석에 있어서 측정 대상이 되는 극미량 성분을 선택적으로 철에서 분리하여 농축시키기 위해서는 고도의 기술력이 요청된다. 또한 이 방법은 정밀도가 높은 분석장치가 필요하기 때문에 사용하는데 제한이 뒤따른다. 향후 흡착분리, 전해분리 등 여러 종류의 분리기술에 대한 활용성을 높일 수 있도록 실용성이 우수한 방법의 개발이 요청된다. 이밖에 환경보존과 작업자 건강관리의 관점에서 독성이 낮은 시약과 분리매체의 개발이 필요하며, 마이크로화에 의한 시약배출량의 저감에 관한 기술개발이 요청된다.

○ 국내의 분리기술 현황을 보면, ICP-AES, ICP-MS, LC-MS/MS, HPLC, IC 등의 첨단분석장비를 갖추고 있는 포항산업과학연구원의 경우 ‘시료의 전처리 및 matrix 제거를 통한 극미량 분석조건의 확보’, ‘보론첨가강 개발에 따른 극미량 보론 상태분석’, ‘Scrap 자원 등을 사용하는 STS 재료의 Tramp 원소 추출 분리 분석기술’ 등의 과제를 통해 철강을 비롯한 비철재료 중의 경원소 혹은 휘발성원소에 대한 극미량 분석, 철강중의 보론, 산소, 질소, 황 등의 경원소를 ppm 레벨로 분석하는 기술을 확보 또는 개발하고 있다. 본고에서 제공하는 여러 종류의 분리법에 대한 정보는 국내 관련분야의 기술을 발전시키는데 좋은 참고 자료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

저자: Hiroaki Matsumiya
자료유형: 학술정보