소재강국을 실현하는 글로벌 종합 소재연구기관

극한소재연구소

우주·국방재료연구실

이세훈 실장
실장 이세훈

연구실 소개

우주·국방재료연구실은 초고온 등 극한환경에서 체계의 성능을 유지하는데 필수적인 우주·국방 체계용 소재 개발을 수행하고 있다.

055-280-3344

주요 실적

  • Hf·Ta계 세라믹 초내삭마 복합재료 개발 '재료연구소 우수연구상'선정
  • 최근 3년간 초고온 세라믹스 관련 SCI(E) 논문 게재 11편, 국내특허 등록 1건, 출원 2건
  • 최근 3년간 탄화규소 복합재료 관련 SCI(E) 논문 게재 7건, 해외특허 등록 1건, 출원 1건, 국내특허 출원 4건
  • "HfC 분말 및 이의 합성 방법” 기술이전 3,000천원

주요 연구분야

  • 초고온 세라믹스 분말 합성 및 초고농도 분산 기술 개발
  • 탄화규소 분말 합성 및 초고농도 분산 기술 개발
  • 극한환경 보호용 세라믹 섬유강화 복합재료 제조 기술 개발
  • 차세대 가스터빈용 탄화규소 섬유강화 복합재료 제조 기술 개발
  • 극한환경에서의 세라믹 섬유강화 복합재료의 특성 평가 기술 개발
  • 우주 극한 환경에 필요한 소재 탐색 및 개발
  • 국내 국방 산업에 요구되는 핵심 국방소재 파악 및 국산화 기술 개발
  • 차세대 국방 체계용 핵심 국방소재 선도적 개발

향후 연구계획

  • 극초음속 체계용 열보호 시스템 개발
  • 항공 엔진가스터빈 엔진 고온부품용 세라믹 섬유강화 복합재료 기술 개발
  • 세라믹 섬유강화 복합재료의 저수축 3D 프린팅 기술 개발
  • 우주 극한 환경용 첨단 소재 개발
  • 국방 산업용 차세대 극한 환경용 핵심 소재 개발

연구개발 추진실적

차세대 가스터빈용 세라믹 섬유강화 복합재료 기술 개발

[과제 소개]

  • 엔진의 작동온도 상승을 통하여 고효율 발전을 구현하기 위한 차세대 가스터빈에 사용되는 고온 부품의 고온작동 한계를 높이기 위해, 재료연구소 독자 보유기술인 전구체 함침 및 열분해 공정 기술을 적용하여 공정속도가 향상되고 내열성이 개선된 가스터빈용 CMC 기술을 개발함

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 66-70vol%의 수계 초고농도 SiC 슬러리 제조
  • 전구체 함침 및 열분해 공정의 치밀화 횟수를 7회 이상에서 4회로 감소
  • 전구체 열분해 공정 시간을 기존의 30시간 내외에서 6시간 이하로 감소

우주비행기 지구재돌입 열보호시스템 내열재료 개발

[과제 소개]

  • 한국형 우주왕복선에 적용하기 위한 세라믹 내열 타일 개발에 대한 기초 연구 진행 1,000℃ 급 산화물계 저밀도, 다공성 내열 타일 개발
  • 입도 및 형상이 제어 가능한 나노 초고온 세라믹 분말 합성 및 스케일업 기술 개발 1,700℃ 급 비산화물계 초고온 세라믹/탄소 계 내열·내삭마 타일 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 다공성 섬유형 산화물 내화물에 고내열성 열보호층 형성, 1,000℃ 반복 내열충격 확인
  • 비산화물 내삭마 소재 플라즈마 풍동을 이용한 마하 2, 1,700℃, 2분 삭마 조건으로 2회 반복 적용시 우수한 내삭마 특성 확인
  • 실 체계 적용 크기인 100×100mm 급 내삭마 소재 제조 기술 개발

적층 제조 공정 적용 고내삭마 초고온 세라믹 복합재료 제조

[과제 소개]

  • 3D 팅 공정을 적용한 고내열, 초 저수축형 세라믹 복합재료 소재 제조 방법개발
  • 구형 나노 초고온 세라믹 분말을 이용한 초고농도 초고온 세라믹 잉크 제조
  • 제조된 초고온 세라믹 복합재료를 이용한 극한 환경에서의 내열, 내삭마 특성 평가

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 평균 입도 170nm, 구형 ZrC 나노 분말 합성 기술 개발
  • ZrB2 등 초고온 세라믹스의 수계 초고농도 슬러리 (up to 66vol%) 제조
  • 3D 프린팅 적용 세라믹 복합재료 제조 기술 개발