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미세조직 제어에 의한 기능성 재료 특성의 고도화

전문가 제언: ○ 복합재료는 두 종류 이상의 재료가 조합되어 물리적?화학적으로 서로 다른 상을 형성하면서 보다 유효한 기능을 발현하는 재료를 말한다. 강화재의 구조에 따라 섬유강화 복합재료, 입자강화 복합재료로 구분되고 강화하는 재료에 따라 고분자 복합재료, 금속 복합재료, 세라믹 복합재료로 분류된다. 섬유강화의 개념과 고분자 기지재료를 조합한 섬유강화 고분자복합재료가 복합재료의 중추적인 역할을 하며 금속이나 세라믹을 기지재료로 하는 복합재료에서는 경량화와 고강도화를 목적으로 탄소섬유, 실리콘카바이드섬유, 알루미나섬유 등의 강화섬유가 있다.

○ 기능재료 특성은 재료의 미세구조에 크게 의존하기 때문에 신규재료의 개발이나 재료특성의 개선에 있어서는 미세구조의 제어가 매우 중요하다. 따라서 그 연구에 있어서는 제조된 재료?디바이스에서의 미세구조 상태를 정확하고 정밀하게 파악하는 것이 무엇보다도 우선되어야 한다.

○ 금속복합재료는 금속기지에 인위적으로 제 2상의 강화제재를 보강한 재료로서 미래의 군사기지, 전자전기기기, 육상수송기기, 항공우주기기, 정밀기기, 하부조직구조, 레저용 제품 등의 구조?기계적 및 기능적인 요구조건을 충족시킬 수 있는 핵심기술로 인식되고 있다. 그 중 벌크 비정질합금은 우수한 항복강도, 탄성한계, 내부식성, 내마모성을 가지고 있지만 연성이 제한되기 때문에 in-situ 또는 ex-situ 방법으로 비정질 기지내부에 제 2상을 포함시켜 복합재료화하는 기술이 개발되고 있다.

○ 미세구조 해석기술은 매일 매일 발전하고 있다. 과전자현미경(TEM)에 있어서는 렌즈의 수차보정, 3차원 단층촬영법이 현재의 커다란 테마로 되어 있다. 한편 주사전자현미경(SEM)에 의한 전위나 적층결함 등 구조결함의 직접 관찰?해석, 전자선후방산란회절(EBSD)에 의한 격자 비틀림의 정밀해석 발전으로 미세구조 해석방법이 크게 향상되었다고 생각된다. 따라서 이들의 기술을 잘 활용하면 더욱 많은 기능성 재료에 대한 특성의 고도화에 진전이 있을 것으로 기대된다.

저자: Noriyuki Kuwano
자료유형: 학술정보