나노기술 및 정책 정보

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토호쿠대학(東北大學) 금속재료연구소 금속조직제어학연구부문, 미국 MIT대학 등의 공동 연구그룹이 티타늄 기반 내화(耐火) 하이엔트로피합금의 나노구조를 밝히고, 응고시의 상분리로 자연스럽게 형성되는 고용체(固溶体) 조성을 갖는 합금이 신규 β'상 나노석출에 우수한 강도·연성 균형을 달성하는 것을 발견함. 하이엔트로피합금은 획기적인 특성 실현 가능성을 지닌 구조용 금속재료로서 세계적으로 주목 받고 있음. 연구진은 내화 티타늄 기반 하이엔트로피합금에 있어, 주조(鋳造) 후 자연냉각 중 일어나는 원소의 자발적 혼합을 이용하여 실온에서 β 단상 영역을 나타내는 합금조성을 발견하고, 이 정보를 바탕으로 우수한 강도와 연성을 겸비한 합금을 설계하는 데 성공함. 특성의 기원이 되는 것은 β 모상 중에 나노스케일로 형성된 β'상의 석출임. 본 연구 성과는 하이엔트로피합금 설계지침에 원소의 불균일 분포의 제어라는 새로운 측면이 있다는 것을 명확하게 제시하는 것으로, 본 개념에 근거한 합금설계를 통해 새로운 고강도·고내열 재료가 개발될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Nature Materials’ (“Natural-mixing guided design of refractory high-entropy alloys with as-cast tensile ductility”) 지에 게재됨.