Zr2P2WO12 와 TiNi 형상기억합금 복합재료

전문가 제언

○ 음의 열팽창계수(NTE, negative thermal expansion)를 가지는 물질과 양의 열팽창을 가지는 재료를 복합시키는 방법은 열팽창계수 조절을 가능하게 할 뿐만 아니라 거의 열팽창이 나타나지 않는(near-zero thermal expansion) 재료를 제조할 수 있는 효과적인 방법이다. 이와 같은 물질은 열응력이 크게 문제가 되는 고도의 정밀성이 요구되는 장치설계에 유용한 물질이다.

 

○ 본 연구에서는 처음으로 Zr2P2WO12(ZWP)를 수열방식(hydrothermal method)으로 합성하는 기술을 소개하였다. 제조된 ZWP 분말은 음의 열팽창계수를 보이며 -2.012x10-6/K 값을 보였다. ZWP/TiNi 복합재료는 제조과정에서 Zr2P2WO12의 상변이가 일어나지 않는 것이 확인되어 넓은 온도 범위에서 열적 안정성이 뛰어남을 알 수 있다. 또한 ZWP/TiNi 복합재료 열팽창계수는 ZWP 첨가량에 따라 조절이 가능함을 보여준다.

 

○ Zr2P2WO12(ZWP)과 형상기억합금인 니켈 티타늄(TiNi: nickel titanium) 복합재료 제조기술은 열팽창계수 조절을 가능케 하여 형상기억합금이 고온과 저온을 반복하는 가혹한 환경에 사용될 경우 신뢰성 향상에 크게 기여할 수 있는 기술이다.

 

○ 음의 열팽창 물질은 고도의 정밀성이 요구되는 산업에 필요한 물질이나 국내에서의 연구는 미흡한 상황이다. 특히 주목받고 있는 AM2O8(A=Zr 또는 Hf, M=Mo 또는 W)계는 비교적 간단한 공정과 낮은 생산단가로 제조할 수 있는 물질이다. 고도의 정밀성이 요구되는 장치설계나 열응력이 문제가 되는 우주항공 및 방산 부품 재료 개발 등에 적용이 예상되는 NTE 물질의 경제적인 합성기술 개발은 이 분야 산업 경쟁력 향상에 크게 기여할 것이다.

저자

ZinWei Shi, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

203()

잡지명

Materials Science And Engineering, R

과학기술
표준분류

재료

페이지

1~6

분석자

김*태

분석물

• Zr2P2WO12와 TiNi 형상기억합금 복합재료.pdf [455,121 byte]

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