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다공질 재료의 제조법과 기능특성

전문가 제언: ○ 다공질 금속은 가벼울 뿐만 아니라 진동에너지의 흡수에 의한 제진성과 흡음성, 특이한 열전도특성 등을 갖는다. 이러한 특성은 기공률, 기공의 방향성, 기공형상 등의 요인에 따라 달라지며 이들 요인은 제조과정에서 제어가 가능하기 때문에 최근 다공질금속의 특성을 이용하기 위한 재료개발과 응용디바이스에 관한 연구가 주목되고 있다.

○ 다공질금속은 보통 분말금속의 소결법이나 가스에 의한 액상금속의 발포법으로 제조되나 본고에서는 용융금속이 응고할 때 가스의 용해도가 감소하여 금속 내에 기포가 생성되는 원리를 이용하여 일방향응고법으로 기공이 길이방향으로 연신된 로터스형 다공질금속을 제조하는 방법을 소개하고 있다. 장치와 공정기술은 통상의 금속재료에 적용되는 주형주조법, 대역용해법, 연속주조법과 거의 동일하므로 기술적 접근이 용이할 것으로 생각된다. 동일한 방법으로 다공질 세라믹 재료의 제조에도 적용되어 성공한 예가 보고되고 있다.

○ 로터스형 다공질 금속은 통상의 폐쇄형 기공과는 달리 주위에 응력이 집중되지 않으므로 강도가 우수할 뿐만 아니라 기공과 평행한 방향에서는 열전도도가 우수하고 진동에너지의 흡수능이 크다. 이러한 기능 특성을 이용하는 용도로서 자동차용 경량부품, 냉각장치의 히트싱크, 충격흡수제, 방음장치 등 다양한 분야에 응용이 기대된다. 특히 N2분위기에서 제조한 로터스금속은 질소의 고용강화효과에 의하여 높은 강도를 나타내므로 기공률에 해당하는 만큼 중량이 경감된 고강도재료의 제조가 가능하다.

○ 국내에서도 일부 대학과 연구기관에서 다공질 재료에 대한 연구개발이 수행되고 있다. 이 분야는 제조법에 대한 원리와 장치기술은 거의 확립되어 있으므로 연구개발은 응용에 목적을 둔 형상제어와 특성제어의 방향에서 이루어져야 할 것이다. 또 로터스 금속이 갖는 특정한 기능특성을 활용하는 새로운 용도개발도 필요하다. 이런 의미에서 이 분야는 대학이나 연구기관의 단독적인 연구보다는 기업참여에 의한 공동연구가 요망된다.

저자: Hideo Nakajima
자료유형: 학술정보