헬로티 –매일 만나는 첨단 산업, 경제, IT 소식

테크노트 국내 연구진, 고엔트로피 합금 초전도체 박막 개발

가치유 특성으로 극한 환경에서 활용 가능한 초전도 신소재 국내 연구진이 고성능의 초전도 특성을 가진 고엔트로피 합금 초전도체 박막을 개발했다. 한국연구재단은 성균관대학교 박두선 교수, 정순길 연구교수 연구팀과 이종수 교수(경희대학교), 석재권 박사(한국원자력연구원 양성자과학연구단)의 공동연구로 항공 우주 및 핵융합로 등의 극한 환경에서 활용 가능한 자가치유 고성능 고엔트로피 합금의 초전도체 박막을 제작하는데 성공했다고 밝혔다. 엔트로피란 물질계의 무질서 정도를 나타내며, 극한 환경에서 활용이 가능하여 최근 고기능성 신소재로 각광받고 있는 고엔트로피 합금으로부터 초전도성이 발견되어 주목받고 있다. 하지만 고엔트로피 합금은 5개 이상의 금속 원소가 혼합되어 단일상을 이루기 때문에 균일한 박막 제작이 어려웠으며, 고엔트로피 합금 초전도체 산업에의 활용 가능성을 확보하기 위해 높은 임계전류값을 가지는 고엔트로피 합금 초전도체 개발과 극한 환경에서 초전도성의 안정성 유무 검증 등이 한계로 남아 있었다. 이에 연구팀은 탄탈럼-나이오븀-하프늄-지르코늄-타이타늄(Ta-Nb-Hf-Zr-Ti)으로 구성된 대표적인 고엔트로피 합금을 이용하여 고품질의 고엔트로피 합금 초전도체 박

김진희 기자

2022-07-24 13:42

일반뉴스 극한환경에서 초고강도의 고엔트로피 합금 세계 최초 개발

▲ 열역학 계산에 의해 설계된 합금의 열역학 평형 상태도와 실제 미세구조 [첨단 헬로티] 포항공대 김형섭, 손석수 교수 연구팀이 영하 196도의 극저온에서 항복강도 1GPa에 달하는 신개념 초고강도 고엔트로피 합금을 세계 최초로 개발했다고 미래창조과학부는 밝혔다. 전통적인 합금은 합금 원소를 첨가할수록 금속간 화합물을 형성하고, 이는 소재의 기계적 성질을 취약하게 만들어 다량의 합금 원소를 첨가하는 것은 제한되어 왔다. 기존 합금과 달리 한 원소에 치우치지 않고 모두가 주요 원소로 작용하여 금속간 화합물을 형성하지 않고 단상을 유지하는 고엔트로피 합금(high entropy alloy, HEA)은 온도가 극저온으로 낮아질수록 강도, 연성이 높아지고 파괴인성이 우수한 특성이 있지만, 항복강도가 낮아 극한환경의 구조 재료로 활용되기에는 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 한계 극복을 위해 전산모사법의 열역학 계산을 활용하여 새로운 고엔트로피 합금 조성을 선별하고, 실제 제조를 통해 우수한 기계적 물성을 지니는 고엔트로피 합금 개발에 성공했다. 또한 기존의 균질화 열처리, 열간압연, 냉간압연 및 열처리 공정을 거치는 일반적인 방식을 탈피, 열간압연을 생략하고 바로 냉

김정아 기자

2017-07-14 08:51