나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Massachusetts Institute of Technology (MIT)의 Christopher Schuh 교수 연구팀이 나노미터 규모에서 금속의 변형과정을 확인

● 금속을 목적에 맞게 변형하는 공정은 합금 여부와 관계없이 금속을 구성하는 작은 결정 입자의 크기와 모양에 영향을 미치며, 이에 연구팀은 변형과정에서 결정 입자가 형성될 때 어떤 일이 일어나는지 연구

● 금속의 변형과정은 매우 빠른 속도로 이루어지기 때문에 연구팀은 레이저 기반 시스템을 사용하여 표면에 10μm(마이크로미터) 입자를 발사하는 실험을 수행하였으며, 이 마이크로 입자는 한 번에 하나씩 발사할 수 있고, 얼마나 빨리 움직이고 세게 부딪히는지 나노미터 단위로 측정이 가능

● 측정 결과, ‘나노-트위닝 재결정화’라고 부르는 새로운 경로를 발견하였으며, 이는 결정 구조 일부가 결정학적 방향을 바꾸는 결함인 트위닝이라고 알려진 현상의 변형

● 이러한 현상은 헤링본 패턴처럼 금속이 방향을 뒤집었다가 다시 뒤집히게 되어 줄무늬 형상을 이루게 되는 것과 유사하며, 이러한 비율이 높을수록 새로운 결정으로 분해되면서 훨씬 더 작은 결정이 생성된다는 것을 발견

※ Nature Materials 게재(2022.03.19.), “Nanotwinning-assisted dynamic recrystallization at high strains and strain rates”