초록 ▼

□ 연구목적
체심입방정 구조를 갖는 하이엔트로피 합금 기반 수소 분리막 후보 물질 탐색 연구

□ 연구내용
- (i) 체심입방정 (Body-Centered Cubic, BCC) 단일상 구조를 가지며, (ii) 지르코늄, 티타늄, 하프늄, 바나듐, 니오븀, 탄탈륨과 같은 수소 친화력이 높은 원소의 함량이 20-50%로 제어된 (iii) 4원계 이상의 다성분계 하이엔트로피 합금 탐색 연구
- 수소의 투과도가 높은 상과 낮은 상으로 분리된 복합 구조 형성 연구
- 합금 제조 및 제조된 미세조직 분석 연구<

□ 연구목적
체심입방정 구조를 갖는 하이엔트로피 합금 기반 수소 분리막 후보 물질 탐색 연구

□ 연구내용
- (i) 체심입방정 (Body-Centered Cubic, BCC) 단일상 구조를 가지며, (ii) 지르코늄, 티타늄, 하프늄, 바나듐, 니오븀, 탄탈륨과 같은 수소 친화력이 높은 원소의 함량이 20-50%로 제어된 (iii) 4원계 이상의 다성분계 하이엔트로피 합금 탐색 연구
- 수소의 투과도가 높은 상과 낮은 상으로 분리된 복합 구조 형성 연구
- 합금 제조 및 제조된 미세조직 분석 연구
- 하이엔트로피 합금을 500 마이크론 이하의 두께를 갖는 박판 형태로 제조하기 위한 프로세스 연구
- 체심입방정 Ta 금속을 이용한 수소확산계수 및 수소투과도 연구

□ 연구결과
- Fe₂₀Cr₂₀Mn₂₀V₂₅Ti₁₅ 합금을 도출하여 체심입방정 (BCC) 상을 주된 구성상으로 갖는 복합구조를 형성하였으며, 미세조직 분석을 통해 더 높은 체심입방정상 분율을 갖는 Fe₁₇Cr₂₅Mn₁₇V₃₂Ti₉ 합금을 제조하였음. 이를 통해 수소의 확산계수가 높은 체심입방정상을 주된 구성상으로 갖는 다성분계 하이엔트로피 복합소재 제조 가능성을 확인함.
- 프랑스에 본 과제 참여 대학원생이 방문하여 하이엔트로피 합금을 500 마이크론 이하의 두께를 갖는 박판 형태로 제조하기 위한 프로세스 연구를 함께 수행하였음.
- 수소투과특성에 대한 평가를 위해 수소투과특성 평가 장치를 완성하였으며 체심입방정과 유사한 B2상을 포함하는 Pd-Cu 멤브레인과 체심입방정 구조를 같은 Ta 금속에 대한 수소투과도 및 수소확산계수 측정을 성공적으로 수행하였음.
- 한국의 박사과정 대학원생이 프랑스를 방문하여 공동실험을 수행하였고, 프랑스의 연구책임자가 한국을 방문하여 워크샵 및 박사학위논문 심사를 수행하였음.

□ 연구결과의 활용계획
- 도출된 후보합금 및 추가의 체심입방정 후보합금 조성들에 대해 미세조직 및 수소투과특성 평가를 진행할 예정임. 특히 소재의 가공성에 초점을 맞춰서 연구를 수행하여 얇은 박판으로 제조가 가능하면서 높은 수소투과도를 가지고 수소취성에 덜 취약한 다성분계 하이엔트로피 합금을 개발하는 것이 목표임. 이러한 내용으로 연구과제화하여 본격적으로 연구할 계획임.
- 프랑스의 에릭플러리 교수와 지속적으로 교류하여 향후 공동연구과제를 도출하거나 공동연구논문을 발표할 것임.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose
The objective is two-fold: (1) Developing the basic concept of cost-effective high entropy metallic materials for metallic membranes with high durability to replace current Pd-based alloys for the production of high purity H₂, and (2) enhancing the interaction and enlarging t

□ Purpose
The objective is two-fold: (1) Developing the basic concept of cost-effective high entropy metallic materials for metallic membranes with high durability to replace current Pd-based alloys for the production of high purity H₂, and (2) enhancing the interaction and enlarging the collaboration between KIST and the university of Lorraine by promoting researcher and student exchange

□ Contents
- survey on the alloys having (i) body-centered cubic structure, (ii) 20-50% of hydrogen attracting elements such as Zr, Ti, Hf, V, Nb, and Ta, and (iii) more than 4 elements forming high entropy structure
- microstructural control of the alloys that have two phases composed of fast hydrogen path and structural support
- microstructural characterization of the alloys
- work on the deformation process to produce thin foil membrane
- hydrogen transport property measurement on body-centered cubic Ta metal

□ Results
- development of the alloys, Fe₂₀Cr₂₀Mn₂₀V₂₅Ti₁₅ and Fe₁₇Cr₂₅Mn₁₇V₃₂Ti₉, having body-centered cubic phase as their major phase suggesting the possibility of high entropy hydrogen membrane
- a graduate student of Korean participant visited France and did cold rolling experiment together
- an experimental setup for evaluating hydrogen transport properties was completed and verified by doing experiment on Pd-Cu and body-centered cubic Ta membranes
- the PI of French side visited Korea to hold a workshop and attend a committee for a Ph.D. defense

□ Expected Contribution
- further study will be carried out on the proposed alloy compositions to improve their processability
- will apply to a research fund
- will continue collaboration with French side for further research funding and research paper

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발 과제의 개요 ... 7
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 3. 목표 달성도 및 자체평가 ... 19
• 4. 연구결과의 활용계획 ... 20
• 5. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 20
• 6. 참고문헌 ... 20
• 7. 연구성과 ... 21
• 8. 기타사항 ... 22
• [별첨] 대 표 연 구 성 과 ... 23
• 끝페이지 ... 23