소재강국 실현을 위한 FRONTIER. 재료 전문 종합연구기관.

금속재료연구본부

금속재료연구본부

실장 문병기

연구실 소개

마그네슘연구실은 구조용 금속재료 중 최경량 금속소재인 마그네슘의 고기능·고부가가치화를 위한 전주기적 기술 개발을 수행하고 있다. 특히 고내식 난연 소재, 고강도 주조 및 압출 소재, 고성형성 판재 개발 등 신합금 개발과 관련 공정기술 개발에 주력하고 있다. 이를 바탕으로 개발기술의 실용화와 국내 마그네슘 소재·부품산업의 발전을 위해 다양한 국내외 기관 및 기업들과 협력을 강화하고 있다.

055-280-3533

주요 실적

2017 아시안 마그네슘 심포지엄 개최 (2017.07.11.~13. 서울대)
”초경량 마그네슘 소재‧부품산업 육성 사업“ 추진을 위한 MOU 체결 (산업통상자원부/전라남도/순천시/재료연구소/전남테크노파크/POSCO) 및 관련 기획사업 수행
SCI/E 논문 7편, 비SCI 논문 1편, 국내특허 등록 1건, 국내특허 출원 2건, PCT출원 1건

주요 연구분야

고특성 난연 마그네슘 합금설계 및 부품 적용기술
고내식 마그네슘 합금설계 및 생체재료 응용기술
북한산 마그네슘 원광석의 활용기술
마그네슘합금의 조직미세화를 위한 용탕처리기술
수송기기 경량화용 부품제조를 위한 압연, 압출기술
마그네슘합금 스크랩 및 폐부품의 재활용기술

향후 연구계획

  • 저비용·고효율 마그네슘합금용 결정립 미세화제 제조 기술 개발
  • 자동차용 고강도 마그네슘 휠 제조 기술 개발
  • 난연 고내식 마그네슘합금 압출재의 항공기좌석 및 전기차 차체 부품 적용 개발
  • 7,000MPa·%급 멀티 특성 구현 생체분해성 금속 소재 개발
  • ”초경량 마그네슘 소재‧부품사업 육성 사업“을 통한 글로벌 마그네슘 산업 육성 플랫폼 구축

연구개발 추진실적

마그네슘 폐부품의 친환경 재활용 기술 개발

[과제 소개]

  • 스크랩과 폐부품의 재활용시 사용되는 온실가스 사용을 줄이고 신재 수준의 품질과 난연성, 내식성 및 내열성이 우수한 고부가가치 마그네슘합금으로 재활용하는 기술

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 환경부하를 기존 대비 92% 감축: 기존 7.2kgCO2/kgMg → 현재 0.59kgCO2/kgMg
  • 실증 규모 설비에서 소재 회수율 최대 89.6% 달성
  • 재생재 내 비금속 개재물 함량 18.2ppm 달성 (신재 기준 < 50ppm)
마그네슘 스크랩의 친환경 재활용 공정

알루미늄을 함유한 마그네슘 합금용 주조 결정립 미세화 기술 개발 및 실용화 연구

[과제 소개]

  • AZ, AM 계열 상용합금의 양산부품 제조공정에 적용 가능한 결정립 미세화제 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 첨가물질의 분해를 통한 카본 주입 공정의 실용화 연구
  • 고강도 마그네슘 로드 휠 제조를 위한 pilot scale 적용 기술 개발
  • 수요업체와의 연계를 통한 고강도 로드 휠의 연속제조 기술 연구
17인치 상용 및 미세화기술이 적용된 마그네슘 휠의 부위별 미세조직과 경도값 비교

생체분해성 마그네슘합금 임플란트 제조공정 및 품질관리 방안 도출을 위한 기술지원

[과제 소개]

  • 생체분해성 마그네슘합금 임플란트 제조기술의 고도화를 통한 신뢰성 확보

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 이론적·실험적 검증을 통한 생체분해성 마그네슘합금의 조성 범위 선정
  • 전산해석을 통한 압출금형 설계방안 및 공정조건 도출
공정단계별 물성 DB 구축 및 품질관리 방안 도출

연구개발 성공사례

북한산 비철금속 광물자원의 고부가가치화를 위한 융합형 소재화기술 개발

[과제 정보]

  • 연구책임자 : 유봉선 박사
  • 전화 : 055)280-3539
  • E-mail : 이메일 확인
  • 연구기간/비용 : 15.12.01~18.11.30 / 5,100,000천원
  • 참여기관 : 포항산업과학연구원, 헬름홀츠연구소, 공주대학교, 성균관대학교, 오토엔

[기술의 핵심]

  • 북한산 비철금속(Mg,REE) 원료소재의 고부가가치화를 위해 원소재 맞춤형 제련-정제-합금화-형상화의 통합형 소재화기술 개발

[기술 개발 내용 및 특징]

  • 제련방법에 따른 원소재 불순물 정밀 분석 및 청정화 기술 개발
  • 원소재 맞춤형 합금화, 형상화 기술 개발(전신재, 판재)
  • 고성능 마그네슘 신합금 개발(판재: LDH 8.2mm, 내식성 7.9mpy)
  • 희토류 자원 분리정제 중간체 용액 직접 적용 자성분말 합성 및 고성능화 기술개발(최대자기에너지적: 10.8 MGOe)

[상용화 실적 및 산재권/논문실적]

  • 국내특허 출원 : 1건(2017-10-0025663)
  • 국내외 논문 게재 : 4건(Scripta Mater. 136 (2017) 41-45 외 3건)
  • 국내외 학술회의 발표 : 16건

[기술효과 및 활용분야]

  • 북한 비철금속 광물자원 개발협력을 통한 미래 핵심 광물자원의 안정적 공급체계 구축 및 대외 의존도 감소
  • 남북 자원공동개발 마스터플랜에 따른 통일전후 사업 조기 추진을 통한 남북한 경제 격차 해소