나노기술 및 정책 정보

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홍콩시립대학(香港城市大學), 일본원자력연구개발기구 J-PARC센터 등의 국제 공동 연구그룹이‘하이 엔트로피 합금’이 극저온에서 연성이 증가하는 것은 결정 결함 등의 여러 요인이 협력적으로 작용하기 때문이라는 것을 J –PARC의 중성자를 사용하여‘규명함. 일반적으로 금속 재료는 온도의 저하와 함께 강도가 상승하면서 연성이 저하되는데, 하이엔트로피 합금은 저온 상태에서 강도가 상승함과 동시에 연성도 증가함. 저온 연성을 나타내는 금속 재료는 그 밖에도 알려져 있으며 그 요인은 결정 구조의 변화이지만, 하이엔트로피 합금의 연성의 증가의 원인은 지금까지 규명되지 않았음. 연구진은 극저온에서 변형 중인 하이엔트로피 합금에‘in-situ 중성자 회절 실험’을 실시하여 원자 수준에서 발생하는 현상을 관찰함. 그 결과 하이엔트로피 합금의 결정 구조는 변화하지 않고, 전위, 적층 결함 등의 결정 결함의 발생·증가 및 이동, 국소적 변형 등 여러 변형 메커니즘이 조합되어 작용함으로써 이러한 특이한 변형이 일어난다는 것을 밝혀냄. 본 연구 성과는 우주 개발, 리니어 모터, 핵융합 초전도 코일의 구조 부품 등에 요구되는 저온 환경에서 높은 역학 특성을 발휘하는 새로운 구조 재료의 설계에 도움이 될 것으로 기대됨. 본 연구 성과는 ‘Science Advances’ (“Cooperative deformation in high-entropy alloys at ultralow temperatures”)지에 게재됨.