일본 세라믹 입계 이동 메커니즘을 원자 수준에서 규명
페이지 정보
- 발행기관
- 도쿄대학
- 저자
- 종류
- R&D
- 나노기술분류
- 발행일
- 2021-01-12
- 조회
- 2,361
본문
도쿄(東京)대학 대학원 공학계연구과부속 종합연구기구연구그룹이 원자 분해능을 갖는 첨단 주사투과전자현미경(STEM)을 이용, 전자빔 조사(照射)에 의해 입계 이동을 촉진하고, 입계 근방의 원자가 다이내믹하게 움직이는 모습을 원자 수준에서 최초로 규명함.
α-Al2O3(알루미나)로 대표되는 세라믹스는 일반적으로 소결(焼結)에 의해 제작되는데, 소결 과정 중 결정 입자가 접합됨과 동시에 입계(결정 입자가 접합된 부분) 이동에 의해 입자 지름이 커짐. 세라믹 입자 지름과 입계 구조는 재료 강도 및 기능 특성과 밀접하게 관계되어 있는데, 지금까지 어떤 과정으로 입계가 이동하는지에 대해서는 밝혀지지 않았음.
연구진은 전자빔 조사 및 STEM을 조합하는 방법을 통해 입계 에너지가 높아진 결정 입자의 방향으로 이동하는 것을 발견, 입계 이동 과정을 직접 관찰하는 데 성공함. 입계 이동 과정에서 입계가 주위의 원자로 구성되어, 다면체(구조 유닛)의 순차적 변화에 따라 이동하는 메커니즘을 최초로 공개함.
본 연구 성과는 입계 이동 메커니즘을 원자 수준에서 규명한 것으로, 향후, 입계를 제어하는 고성능 세라믹 재료 개발에 기여할 것으로 기대됨.
본 연구 성과는 Nature Materials (Direct imaging of atomistic grain boundary migration)에 게재됨.
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