CNT강화 다공질 마그네슘의 압축합복강도

전문가 제언

○ 재료의 내부에 많은 기공(pore)을 갖는 다공질 금속은 물리적 특성이나 기계적 특성이 치밀재와는 현저하게 다르므로 통상의 금속에서는 기대할 수 없는 경량성, 단열성, 에너지흡수능, 넓은 반응표면적을 갖는다. 이러한 특성을 활용하는 초경량재료, 충격흡수재료, 방음재료, 단열재료, 필터재료 등이 개발되어 응용제품이 출현하고 있다. 대표적인 예로는 Cymat, Alulight, Alporas라는 상품명으로 양산되고 있는 다공질 알루미늄이 있으며 다공질 탄탈륨이 치과용 임플란트로 실용되고 있다.

○ 다공질 Mg의 초경량성을 활용하는 용도가 복지기기, 자동차 부품, 산업로봇, 방음？방진용 건축자재, 생체재료 등의 분야에서 기대되고 있다. 그러나 다공질 Mg의 응용에는 취약한 강도를 개선시키는 것이 최대의 과제가 되고 있다. CNT(탄소나노튜브)를 상용합금인 AZ91D Mg합금이나 순수한 Mg에 강화제로 첨가하여 강도를 향상시킨 연구가 보고되고 있다. 소량의 CNT첨가는 치밀재의 강도뿐만 아니라 다공질 Mg의 강도 향상에도 유효함이 본 연구에서 밝혀졌다.

○ Mg분말에 CNT와 기공을 형성할 카바마이드(CO(NH2)2)를 혼합하여 분말야금법으로 제조한 기공률이 40%인 다공질 Mg/CNT 복합재료는 불과 0.05wt.%의 CNT첨가에서 순수한 Mg 주조재와 대등한 항복강도를 나타낸다. 또한 기공율 30% 이상에서는 분말합성 시의 가압(pressing) 방향에 관계없이 항복강도의 등방성을 보이고 항복강도의 이론적 계산치가 실측치와 잘 일치한다. 이는 응용제품의 설계에 큰 도움을 줄 것이다. 다만 항복강도에 편차가 크게 나타나고 있어 신뢰성 있는 기계적 특성의 확보를 위한 제조법의 개선이 필요하다.

○ 국내의 경우 경상대학, 전남대학, 생기원, 인하대, 산업기술대 등 여러 곳에서 발포법이나 소결법 등 다공질 금속의 제조법에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 Al이나 Ti를 대상으로 하는 것으로서 다공질 Mg의 특성이나 제조법에 관한 연구는 없는 실정이다. 지금까지 다공질 금속의 실용화는 Al과 Ti에 집중되어 왔으나 앞으로 생체재료, 초경량박판, 복지기기 분야에서 다공질 Mg의 응용이 기대된다.

저자

Ning Zou1 and Qizhen Li

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

51()

잡지명

Journal of Materials Science

과학기술
표준분류

재료

페이지

5232~5239

분석자

심*동

분석물

• CNT 강화 다공질 Mg의 압축항복강도.pdf [505,097 byte]

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