나노결정금속의 장갑탄 재료 활용가능성

전문가 제언

○ 제2차 세계대전 후 탱크 같은 중장비 무기의 파괴에 사용되는 운동에너지탄의 연구가 시작되면서 관통력 증대에 많은 관심을 갖게 되었다. 관통력을 증가시키는 방안은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 기계적인 설계로 관통자의 모양에 관한 것이다. 즉, 관통이 시작되는 침투부분은 뾰족하여야 하며 탄의 길이와 직경의 비 또한 중요하며 운동에너지를 크게하기 위하여 재료의 밀도가 높은 것이어야 한다.

○ 이러한 기계적인 설계는 비교적 쉽게 달성되었으나 문제는 관통자를 구성하는 재료이다. 관통자가 설계된 대로 제조되어 막강한 운동에너지를 갖고 물체에 충돌한 경우 큰 충격에 의한 열과 응력에 의하여 관통자의 뾰족한 형상이 버섯 머리모양으로 변형한다면 관통능력이 순간적으로 크게 저하할 것이다. 이와 같이 설계형상이 변형되는 것을 방지하자면 관통자의 재료는 높은 강도와 우수한 인성 및 충격에너지를 흡수하여 소성변형이 발생하지 않는 것이어야 할 것이다.

○ 많은 연구를 통하여 텅스텐 합금과 이보다 10~15% 더 우수한 성능을 갖는 열화우라늄이 최적의 관통자 재료로 선정되어 실전에 사용되고 있다. 그러나 열화우라늄은 핵폐기물로서 충돌 시 산화우라늄입자를 생성하며 방사능을 발산하여 환경과 인체에 큰 위험을 초래한다. 열화우라늄 탄자를 철갑탄에 사용하는 국가는 러시아, 미국 및 영국 정도이나 미국의 경우에는 자국 내에서 훈련 시에만 사용한다고 한다.

○ 아직까지는 최고의 성능을 갖고 있는 열화우라늄탄의 부정적인 관점을 피하며 동등 또는 그 이상의 성능을 갖는 관통자를 제조하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는바 최근에 각광을 받는 나노크기의 결정립자를 가진 금속의 특이한 기계적 성질을 이용하려는 연구가 주목을 받고 있다.

○ 아직까지 실험실의 기초연구단계이기는 하나 몇 가지 연구 중 bcc구조의 탄탈륨을 이용하여 나노결정립을 갖도록 변형시킨 소형의 시료를 이용한 관통자의 물성 연구가 시도되고 있는 것을 분석하여 소개함으로서 우리나라 국방연구에 미력하나마 도움이 되길 바란다.

저자

B.E. Schuster, J.P. Ligda, Z.L. Pan, and Q. Wei

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

63(12)

잡지명

JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society

과학기술
표준분류

재료

페이지

27~31

분석자

남*우

분석물

• 나노결정금속의 장갑탄 재료 활용가능성.pdf [237,513 byte]

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