[기계신문] 한국재료연구원(KIMS) 전산재료연구실 장효선 박사가 ‘국제 마그네슘 학회(International Mg Society)’로부터 ‘2021 우수 논문상(Excellent Thesis of the Year)’을 수상했다.
이번에 수상한 논문은 마그네슘 합금의 상온성형성 향상을 위해 다원(multi-component) 마그네슘 합금에서의 비저면 슬립의 활성화 메커니즘을 규명하고, 재결정 시 입계 편석과 용질 클러스터의 역할을 규명한 점을 인정받았다.
* 비저면 슬립 : 한 방향으로 움직이지 않고 사선으로 다양한 방향으로 미끄러지는 현상
* 입계(Grain Boundary) : 금속 또는 합금의 다결정 재료에서 구조는 같으나, 방향이 서로 다른 2개의 결정 경계
* 편석(segregation) : 합금 조성 시 성분금속을 액체상태로 녹여 응고할 때, 처음과 나중에 응고한 부분의 조성이 다르며, 그 결과 합금 조성에 불균일성이 발생하는 것
* 용질 클러스터(solute cluster) : 합금 원소들이 모여있는 집단
마그네슘은 가장 가벼운 구조 금속 중 하나로, 차세대 친환경 소재로 주목받고 있다. 하지만 실온에서의 낮은 성형성이 단점으로 평가된다. 이를 개선하기 위해서는 비저면 슬립을 활성화하고 열처리를 통한 재결정 시 한 방향으로만 발생하는 집합 문제를 완화할 필요가 있다.
장효선 박사는 원자단위 시뮬레이션을 사용해 다원 마그네슘 합금에서의 슬립 및 입계 이동 거동을 조사했다. 이 결과, 슬립계 간 임계 구동의 응력 편차를 최소화하게 되면, 비저면 슬립을 활성화할 수 있음을 확인했다.
또한 입계 편석과 용질 클러스터가 입계 이동에 미치는 영향을 계산해, 용질 클러스터가 재결정 집합조직을 완화하는 데 기여할 수 있음을 정량적으로 제시하는 데 성공했다.
한국재료연구원 장효선 선임연구원은 “마그네슘 합금을 이용한 비철금속 제조업은 철강, 조선, 반도체, 디스플레이, 미래차, 기계장비 등 다양한 산업과 연계되어 있다”며 “이번 수상을 계기로 이에 대한 분석 및 메커니즘 규명에 더욱 도움이 될 수 있도록 계속해서 연구에 정진할 것”이라고 밝혔다.
한편, ‘국제 마그네슘 학회’는 마그네슘과 그 합금 연구, 개발 및 응용을 촉진하고, 모든 마그네슘 연구자를 대상으로 학술교류 플랫폼 제공을 목적으로 하는 비영리 단체다. 마그네슘 관련 국제회의 개최 및 연구성과의 출판 및 발표를 지원하며, ‘저널 오브 마그네슘 앤 알로이스(Journal of Magnesium and Alloys)’를 정기적으로 출간하고 있다.
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