소재강국을 실현하는 글로벌 종합 소재연구기관

극한소재연구소

특수합금연구실

실장 나영상
실장 나영상

연구실 소개

특수합금연구실은 금속의 물성 한계 돌파와 신기능 창출을 위한 특수합금 소재 및 관련 공정 기술을 개발하기 위해, 동합금 등 도전금속 설계 및 공정 기술 개발, 고엔트로피합금 설계 및 공정 기술 개발, 비정질합금 설계 및 응용 기술 개발 등에 주력하고 있다.

055-280-3377

주요 실적

  • 내수소취화 등 극한 환경용 FCC계 고엔트로피합금 설계 및 제조공정기술 개발 관련 논문 게재 6편, 국내외 특허 등록 2건, 출원 2건
  • 중고온용 저비용 고강도 고엔트로피합금(BCC계) 설계 및 미세조직 제어 관련 국내 특허 등록 1건, 출원 1건
  • 비정질합금 박판 주조 기술 관련 미국 특허 등록 1건, 비정질합금 성형 기술 관련 SCIE 논문 게재 1편
  • 상반특성 동시 향상 비철금속 개발 관련 논문 게재 8편, 국내외 특허 등록 5건, 출원 7건

주요 연구분야

  • 극저온, 수소 환경 등 극한 환경용 다기능 고엔트로피합금 및 응용 기술 개발
  • 비정질합금 액상-고상 제조 공정/마이크로-나노 임프린팅 및 응용 기술 개발
  • 고가의 Ni기 내열합금 대체를 위한 중고온용 고엔트로피 신합금 개발
  • 강도-연성, 강도-전도도 등 상반특성이 동시향상된 동 및 알루미늄 합금 개발
  • 제일원리 계산 기반 계면에너지 제어 기술 개발

향후 연구계획

  • 내수소취성 및 액체수소 등 극저온용 고엔트로피합금 개발
  • 탄소중립 대응 인공지능기반 저비용 고성능 내열 고엔트로피 신합금 개발
  • 비정질합금 열가소성 성형 공정 및 기능성 응용 기술 개발
  • 기지와 제 2상간 계면에너지 제어를 이용한 나노규모 미세구조 구현
  • 향균, 항바이러스 금속소재 원천기술 개발

연구개발 추진실적

비철금속내 제 2상간 인터페이스제어에 의한 상반특성 동시향상기술

[과제 소개]

  • 제일원리 계산 기반의 합금설계로 나노규모의 미세조직을 제어함으로써 동 및 알루미늄 합금의 기계적 강도 향상과 그 상반특성인 전도도 및 연성이 동시에 향상된 새로운 동 및 알루미늄 합금 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 불연속 석출제어에 의한 고강도 고전도도 동합금 개발 (1150 MPa / 42 %IACS)
  • 고강도 고연성 알루미늄 합금 개발 (430 MPa / 40 %)
나노 라멜라 상 제어에 의한 고강도 고전도도 동합금 개발
나노 라멜라 상 제어에 의한 고강도 고연성 알루미늄합금 개발
제일 원리 계산 기반 기지와 석출상 내 고용에너지 비교
제일 원리 계산 기반 동합금 고용원소의 기지 내 응집 및 편석 가능성 탐색

연구개발 성공사례

극한환경용 다기능 고엔트로피합금 대용량 제조 공정 및 산업화 관련 기술 개발
(Development of manufacturing technology of multi-functional high entropy alloys for extreme environment)

[과제 정보]

  • 연구책임자 : 나영상 박사
  • 전화 : 055)280-3377
  • E-mail : 이메일 확인
  • 연구기간/비용 : 2019.02.01~2022.04.30 / 1,200,000천원
  • 참여기관 : 부산대학교, 공주대학교

[기술의 핵심]

  • 수소 취성 저항성이 우수한 고엔트로피합금 및 고강도화 공정 기술로서, 합금의 결정 구조 및 결정립 미세조직 제어를 통해 저비용, 내수소 취화 및 고강도화를 달성하기 위한 기술

[기술 개발 내용 및 특징]

  • 내수소 취성을 갖고 저비용 고엔트로피 신합금 개발
  • 저온 성형을 통한 고엔트로피합금 고강도화 공정 기술 개발
극저온압연봉재 vs 상온 압연봉재
Ultimate Tensile stress(MPa) / Cost($/kg)
Grain fragmenting by HA twin boundary

[상용화 실적 및 산재권/논문실적]

  • 기술이전 : 수소자동차용 수소 공급 내수소취화 튜브 (기술계약금: 80,000,000원)
  • 국내특허 등록 : 2건(10-2041884 외 1건), 출원 : 1건 (10-2041885)
  • 해외특허 출원 : 1건(미국 No.16/771,934)
  • 국내외 논문 게재 : 15건 (J. Alloys & Compounds 등)

[기술효과 및 활용분야]

  • 수소 이송용 고강도 무계목 튜브, 고강도 볼트 등에 적용 가능할 것으로 기대