소재강국 실현을 위한 FRONTIER. 재료 전문 종합연구기관.

재료안전평가본부

재료안전평가본부

실장 양원존

연구실 소개

재료분석평가실은 측정기기의 표준교정 및 시험/교정의 국제공인기관으로써 소재와 부품에 대한 기계적 물성평가, 화학분석뿐 아니라 전자현미경을 이용한 전자 및 원자구조, 미세조직의 정밀 분석, 평가기법 연구를 수행하고 있다. 특히 손상/사고 원인분석을 위한 소재부품손상원인분석센터 (FACE, Failure Analysis Center)를 중심으로 산업체의 경쟁력을 강화시키고 소재 및 부품에 대한 분석, 평가기술의 고도화 연구개발을 수행하고 있다.

055-280-3608

주요 실적

FACE 운영을 통한 기술지원
항공용 소재부품 평가 기술 지원
소재부품설계를 위한 금속소재 물성정보 DB 구축
고속 인장 시험, 고속 충돌 시험 기술 지원
전자현미경 기반 정밀분석 관련 논문 게재 8건 (Nature Nanotechnology, Nano letters 포함), 국내 저작권(프로그램) 등록 5건, 워크샵 개최 3건

주요 연구분야

소재 및 부품의 손상원인분석
재료의 기계적 특성 및 표면특성 평가
재료의 고속 인장 특성 및 충돌 특성 평가
극한 환경 하에서의 물성 평가
금속재료의 실시간 변형 EBSD 분석 및 결정소성 유한요소해석 연계기술 개발
전자빔 위상차 분석법을 이용한 산화물 소재의 물성 분석 및 동역학적 해석 기술 개발
소재 화학성분 및 미세조직 분석

향후 연구계획

  • 손상원인분석 기술지원
  • 시험평가 기술 고도화 및 극한 환경 하의 재료 평가 기술 개발 (극한 온도, 충격, 부식환경 등)
  • 항공 소재부품 시험평가, 자동차 부품 충돌 특성 평가 등 공인시험평가 업무 확대 및 국제적 인지도 제고
  • 전자기구조 정밀 분석 (전자빔 hollography) 기반 구축
  • Ni기 초내열합금 및 Ti합금 실시간 변형 및 가열 분석기술 개발

연구개발 추진실적

고속 충돌 평가 기반 구축

[과제 소개]

  • 고충격 흡수능 재료의 충돌 특성 평가를 위해 측정 데이터의 신뢰성과 정확성을 향상시키면서 차량 assy 부품 단위와 같은 대형 시편에 대한 고속 충돌 특성 평가가 가능한 수평 유압식 고속 충돌 시험기를 구축. 개발 재료와 부품의 충격 흡수능 평가를 통해 항공 및 자동차 부품 회사 뿐 아니라 국가 기반시설의 안전도를 크게 향상 시킬 수 있음.

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 최대 속도 17 m/s로 발사되는 수평 유압식 고속 충돌 시험기 구축.
  • 일반적인 Drop weight 충돌 시험기 보다 측정 데이터의 신뢰성이 높고 유지 보수가 용이함.
  • 일반적인 시편 뿐 아니라 대형 부품의 충돌 특성을 평가할 수 있고 다양한 충돌 시험법의 적용이 가능하여 활용도가 높음.
수평 유압식 고속 충돌 시험기
전산 해석을 통한 충돌 시험 평가

정밀분석-모델링 연계를 통한 물성발현 기구 분석 및 신소재 개발

[과제 소개]

  • 전자구조, 미세조직 및 물성의 다차원 정밀 분석기술과 멀티스케일 소재 모델링 기술을 이용한 개발 소재의 성능 발현 메커니즘 규명 연구. 특성 최적화를 위한 소재 후보군 도출 및 실험 검증을 통한 소재개발.

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 초격자 박막구조 산화물의 강유전 특성 분석
  • 순수 Ti의 실시간 변형거동 분석과 결정소성 유한요소해석 연계기술 개발
  • 산화물 박막 상전이 거동에 비치는 변형효과 동적 해석 기술 개발
HAADF-STEM 이미지 분석을 통한 원자 위치별 Ti의 displacement, a/c비 분석 및 a/c비에 따른 EELS(Electron Energy Loss Spectroscopy) 계산 결과

연구개발 성공사례

고속 인장 시험 데이터 신뢰성 향상 기술 개발

[과제 정보]

  • 연구책임자 : 이창길 박사
  • 전화 : 055)280-3433
  • E-mail : 이메일 확인
  • 연구기간/비용 : 17.05.01~18.04.30 / 692,000천원

[기술의 핵심]

  • 변형률속도 100 s-1 이상의 고속 인장 시험 시 하중 데이터의 떨림 현상을 제거하기 위한 하중 측정 방법 개발과 측정 데이터의 재현성과 신뢰성 향상을 위한 장치 설계

[기술 개발 내용 및 특징]

  • Strain gauge를 이용한 하중 측정 방법 개발과 raw data의 노이즈 제거를 통한 데이터 왜곡 현상 방지
  • 레이저 마킹 장비를 사용한 strain gauge 부착 방법 개선
  • Bridge box 제작을 통한 strain gauge 연결 편의성 개선
  • 고속 인장 시험기 Fast-jaw jig의 wedge 깊이 조절 및 재현성 확보를 위한 특수 장치 설계 (특허 출원 중)
변형률속도 100 s-1에서 마그네슘 합금의 하중 떨림 현상 제거
고속 인장 시험기 Fast-jaw 간격 조절기 설계 및 제작

[기술효과 및 활용분야]

  • 고속 인장 시험의 데이터 불확도 향상
  • 성형 해석이나 자동차 충돌 해석과 같이 고속 인장 물성이 사용되는 분야에서 해석 정확도 향상을 통해 비용 절감이나 개발 기간 단축 가능