名古屋工業大學의 淡路英夫 교수 등은 균열의 확대에 대한 저항을 나타내는 파괴인성을 일반 알루미나의 2배로 높인 알루미나기(基) 나노복합재료를 개발했다. 알루미나 등 세라믹스의 무른 성질의 개선으로 이어지는 기술로서 주목된다. 내열 타일, 엔진내벽 등 구조재료로 응용이 진행되면 세라믹스의 용도확대를 기대할 수 있다.
파괴인성을 높이기 위해 소결에 의해서 나노복합재료의 내부에 생긴 전위라는 원자배열이 흐트러진 구조를 이용했다. 나노복합재료는 열처리하여 전위가 재료 내부에 확산된 상태를 만들어낸다는 것이 특징이다.
알루미나 알맹이 안에 니켈을 분산한 나노복합재료를 사용한 실험에서는 800℃에서 5분간 열처리했을 때, 파괴인성이 7.6메가펄스 스퀘어알토미터로 최대치를 보이며, 일반 치밀질(質) 알루미나의 2배가 되었다.
전위 부분에 균열의 끝이 접근하면 재료 내부에 전위로 생긴 미세한 균열이 다수 모인 손상 영역이 생긴다. 손상 영역을 확대함으로써 균열의 진전을 억제하는 작용이 생겨 파괴인성이 높아진다.
이번에는 알루미나 알맹이 안에 니켈을 균일하게 분산할 수 있는 용액침적법이라는 나노복합재료의 제작법도 독자적으로 고안했다. 앞으로 니켈의 함유량, 열처리의 온도와 시간 등 손상영역 형성에 있어 가장 적합한 조건을 찾아 나갈 계획이다. (NK)
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