나노기술 및 정책 정보

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중국 "바오터우(包頭, 포두) 연구원" 연구개발팀은 최근 관련 연구를 통해 "나노 수준의 희토(稀土) 마그네슘 지르코늄 세화제(細化劑)" 개발에 성공하였으며, 동 "세화제"는 100kg/회 파일럿 제조에 응용됨. 이번 파일럿 제조를 실행하는 과정에서 동 "세화제"에 대한 측정 테스트 및 평가를 실향한 결과 독일, 호주 등 국가들이 제조하는 마그네슘 지르코늄 세화제(細化劑)보다 우수한 것으로 나타났으며, 동 "세화제"는 수입 제품 대체 능력과 함께 원가 면에서 뚜렷한 우세를 보임.

독일, 호주 등 나라들은 중국에 "마그네슘 지르코늄 세화제(細化劑)" 제품 수출을 금지해왔는데, 이번 연구개발팀의 "나노 수준의 희토(稀土) 마그네슘 지르코늄 세화제(細化劑)" 개발 성공 및 산업화 추진을 통해 중국은 "마그네슘 지르코늄 세화제(細化劑)" 제품 국산화를 실현할 수 있게 되어 그 의미가 주목되고 있음.

마그네슘 합금의 결정 입자 사이즈에 대한 제어 기술은 마그네슘 합금 소재 성능을 조정, 제어하는 면에서 제일 근본적이고 제일 뚜렷한 기술 중의 하나에 속하며, 지르코늄 원소와 희토 원소는 모두 마그네슘 합금의 유효 세분화 원소에 속함. 현재 공업 분야에서는 일반적으로 마그네슘 지르코늄 중간 합금을 결정 입자 세화제(細化劑)로 사용하고 있으며, 시장에 출시된 기존 제품은 낮은 지르코늄 원소 세부화 효율(40%보다 낮음), 지르코늄 입자의 대량 침적, 높은 세부화 원가, 높은 불순물 함유량, 불안정한 세부화 공법 조작 등 다양한 문제점들이 있기 때문에 실제 공업 응용 면에서 지대한 어려움이 있음.

관련 설명에 따르면, 지르코늄 원소 세부화 능력 발휘 메커니즘은 모든 세화제(細化劑) 속의 지르코늄 입자의 분포가 상대적으로 균일할 것을 요구하고 있으며, 사이즈는 900nm보다 작은 수준에 도달할 수 있어야만 마그네슘 합금 응용 소재 중의 지르코늄 원소가 제조 및 후속 사용 과정에서 안정적인 함유량 및 지속적인 세부화 능력을 가질 수 있게 된다고 함.

본 연구개발팀은 관련 연구개발 성과에 기반하여 "희토 마그네슘 합금 파일럿 라인"을 구축하였으며, 완전히 새로운 야금 공법을 이용하여 지르코늄 입자 사이즈가 600nm보다 작은 희토 마그네슘 지르코늄 결정 입자 세화제(細化劑) 제품을 개발함.

또한, 연구개발팀은 세부화 입자 사이즈를 전통 마그네슘 지르코늄 중간 합금 속 지르코늄 입자 사이즈의 30% 수준으로, 나노입자 사이즈 분포 비율을 60% 이상 수준으로, 입자 간의 집중 현상을 5% 이하 수준으로 도달시킴으로써 마그네슘을 위해 풍부한 이종 코어 형성 포인트를 제공하였으며, 희토(稀土)가 시스템 속에서 코어를 형성하는데 필요한 구동력을 강화시키고 마그네슘 합금 결정 입자의 효율적인 세부화를 실현시킴.

현재 "나노 수준의 희토(稀土) 마그네슘 지르코늄 세화제(細化劑)" 제품은 이미 사용 업체의 검증을 거쳐 제품 세부화 효율이 80% 이상 수준에 도달하고, 원가는 전통 마그네슘 지르코늄 결정 입자 세화제(細化劑)보다 20% 이상이나 낮아진다는 점이 입증된 상황임.

본 제품은 고강도, 내열 마그네슘 합금 소재, 높은 플라스틱 특성을 보유한 변형이 가능한 마그네슘 합금 소재 제조에 폭넓게 응용될 수 있으며, 우주 및 항공과 국방 군수 분야 소재 기술 발전을 추진하는 면에서 중대한 역할을 발휘하게 될 것으로 전망됨.