초록 ▼

○ 본 연구에서는 순 마그네슘 및 독성이 없는 원소를 함유한 마그네슘 합금을 대상으로, 독자적으로 개발된 HRDSR (high-ratio differential speed rolling) 원천 기술을 통한 state of art 수준의 미세구조-집합조직 제어를 통하여 고강도이며 동시에 생체 적합성이 우수하고, 상황에 따른 생분해능 속도 제어가 가능한 기술을 개발하고자 하는 것임. 또한 다양한 특성의 미세구조를 제조할 수 있음에 따라, 현재 논란의 여지가 많은 마그네슘 소재에서의 생체분해 속도에 미치는 미세구조 인자의 영향을 체계적으

○ 본 연구에서는 순 마그네슘 및 독성이 없는 원소를 함유한 마그네슘 합금을 대상으로, 독자적으로 개발된 HRDSR (high-ratio differential speed rolling) 원천 기술을 통한 state of art 수준의 미세구조-집합조직 제어를 통하여 고강도이며 동시에 생체 적합성이 우수하고, 상황에 따른 생분해능 속도 제어가 가능한 기술을 개발하고자 하는 것임. 또한 다양한 특성의 미세구조를 제조할 수 있음에 따라, 현재 논란의 여지가 많은 마그네슘 소재에서의 생체분해 속도에 미치는 미세구조 인자의 영향을 체계적으로 연구하여 이를 규명하고자 하는 것임.

○ 대부분의 생체 흡수성 Mg 합금 개발 연구는 Al을 포함하는 기존 산업용 마그네슘 합금을 사용하고 있으며, rare earth element (희토류 금속원소)를 일부 사용하여 분해속도를 제어하려는 연구가 진행되고 있음. 그러나 이들 원소의 첨가는 마그네슘의 강도를 증가에는 효과적이나 독성을 유발 할 수 있다는 문제점을 가지고 있음. 순수한 마그네슘과 Mg-Ca 합금과 같이 독성이 없는 생체친화성이 우수한 합금에 대한 연구도 진행되고 있으나, 내식성과 기계적 성질이 낮은 문제를 아직 해결하지 못하고 있음.

○ 본 연구에서는 Mg-Ca 마그네슘 합금의 미세구조를 압출 및 High-ratio differential speed rolling(HRDSR: 강소성가공 압연)법으로 제어하면 마그네슘 재료의 바이오 내식성을 획기적으로 향상시킬 수 있다는 결과를 얻었음. 또한 우수한 기계적 성질과 내식성을 동시에 갖도록 미세구조를 최적 제어하는 방법을 찾아냄.

○ Mg-Zn계통의 합금(ZK60)의 석출물 제어를 HRDSR공정과 복합적으로 적용하면, 어닐링 중 결정립성장이 거의 일어나지 않는 미세구조와 bimodal grain size distribution이 일어나는 미세구조를 얻어 낼 수 있음. Bimodal grain size distribution이 일어나면, 내식성이 저하되는 경향이 보이므로, 균일한 석출물 분포 제어에 의한 미세구조의 열정안정화가 내식성 향상에 중요함. 열정안정성을 가진 미세구조는 상온 기계적 성질뿐만 아니라 고온 초소성 성질도 좋아, 우수한 기계적 성질을 갖는 복잡한 형태의 바이오 부품을 만드는데 적용하기 유리함.

○ 3년간의 연구를 통해 마그네슘 재료의 고강도/고연성/인성/초소성/내식성을 동시에 향상 시킬 수 있는 공통분모 미세구조인자를 도출해낼 수 있었고, 관련 부식 메커니즘을 이해할 수 있게 되었음.

○ 본 연구의 결과는 Biomaterials 분야에서 최고 권위지 Acta biomaterialia (IF: 6.008)와 Corrosion 분야에서 최고 권위지인 Corrosion Science (IF: 5.154)등 15편 이상의 SCI 저널에 발표하였음.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 12