나노기술 및 정책 정보

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□ 간략 내용

○ 다결정 금속 중에서 결정계는 전위 운동을 방해하고, 재료를 강화시키는 중요한 역할을 발휘하지만 재료의 결정 입자 사이즈는 나노 사이즈로 감소될 때 결정계는 불안정하게 변화하기 시작함

○ 중국과학원 산하 '선양(瀋陽) 재료 과학 국가(연합) 실험실' 소속 '재료 피로 및 단열 연구부' 장광핑(張廣平) 연구원 연구팀은 나노 사이즈 나노 면심 입방 구조(Nanoscale face-centered cubic structure)의 금 박막 피로 로딩 하에서의 결정 입자 길이 큰 원자 사이즈에 대한 관찰 및 이론 분석을 통해 트윈 보조 나노 결정 입자 성장의 물리 메커니즘을 제시하였음

○ 연구팀은 이번 연구를 통해 실온 하에서의 피로 로딩은 평균 결정 입자의 19nm와 20nm 두께의 금 박막 중의 결정 입자를 성장시킬 수 있다는 점을 발견하였으며, 트윈 결정 입자 수량도 뚜렷이 증가한다는 점을 발견하였음

○ 연구팀은 이번 연구를 통해 피로 로딩 하에서의 트윈 결정 보조 나노 결정 입자 성장의 기본 메커니즘 및 이런 메커니즘 하에서 존재하는 결정 입자 방향 차이 관계를 제시하였으며, 트윈 결정 보조 나노 결정 입자의 한계 있는 성장은 일정한 정도 상에서 소모의 순환 가소성(Plasticity), 피로 손상 형성 완화를 통해 금속 박막 피로 강도의 향상에 뚜렷한 역할을 발휘한다는 점을 해석하였음

○ 이번 연구 결과는 나노 사이즈 금속 박막 및 나노 결정 금속 재료의 결정계 디자인과 결정계 안정성 이용, 조정 및 제어를 통해 고 강도, 고 피로 상황에서 안정적인 구조를 보유한 금속 재료를 개발하는 면에서 중요한 의미를 보유하고 있음

○ 연구팀이 관련 연구 결과에 기반 하여 작성한 논문은 1월 3일 ‘자연-통신’ 학술지에 발표되었음(Nature Communications 5:3021(2014), DOI: 10.1038/ncomms4021)