나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Lawrence Berkeley National Laboratory Andrew M. Minor 박사 연구팀은 극저온-단조(cryo-forging)라는 기술을 사용하여 극저온에서 나노미터 규모의 순수 티타늄을 조작하였고, 이를 통해 연성을 희생하지 않고도 강한 강도를 가진 ‘나노트윈(nanotwinned)’ 티타늄 생성 

● 벌크(bulk) 소재에서 순수한 나노트윈 구조를 만든 것은 이번 연구가 처음이며, 해당 연구로 제작된 나노트윈 티타늄은 강도와 연성 모두 충족

● 극저온-단조 기술은 매우 순수한 티타늄(순도 99.59% 이상)의 입방체를 영하 321도의 액체 질소에 넣고, 입방체가 잠겨 있는 동안 입방체의 각 축에 압축이 적용되며, 750도로 가열하여 나노트윈 경계 사이에 형성된 결함을 제거

● 연구팀은 전자현미경을 사용하여 나노트윈 티타늄의 형태를 확인한 결과, 나노트윈 티타늄이 새로운 나노트윈 경계를 형성하고, 이전에 형성된 경계를 되돌 수 있는 특성을 보유하고 있어 더 나은 성형성(formability)을 가지고 있다는 것을 발견

● 나노트윈 티타늄은 차가운 온도에서 일반적인 티타늄보다 더 많은 변형률을 견딜 수 있었는데, 이는 대부분의 금속과는 다른 형태며, 연구팀은 티타늄의 경우, 나노트윈이 금속의 강도를 2배 높이고, 연성을 30% 높인다는 사실 확인

※ Science 게재(2021.09.17.), “Cryoforged nanotwinned titanium with ultrahigh strength and ductility”