초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 우주항공 및 복합 화력발전 산업의 핵심장치인 가스터빈의 고성능/고효율화를 위해 초고온에서 적용이 가능한 초고온재료인 Mo-Si-B 합금의 설계 및 특성 향상과 관련된 연구이다. Mo-Si-B 합금의 기계적 특성과 가공성 향상을 위해 다중구조 복합 분말을 사용하여 독창적인 미세조직을 설계하고 특성해석과 공정기술의 개발을 통해 기존 대비 향상된 기계적 특성과 가공성을 갖는 초고온재료의 개선된 제조 공정과 응용분야를 개척하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
▶ 분말 합성 및 다중 구조 복합 분

□ 연구개요
본 연구는 우주항공 및 복합 화력발전 산업의 핵심장치인 가스터빈의 고성능/고효율화를 위해 초고온에서 적용이 가능한 초고온재료인 Mo-Si-B 합금의 설계 및 특성 향상과 관련된 연구이다. Mo-Si-B 합금의 기계적 특성과 가공성 향상을 위해 다중구조 복합 분말을 사용하여 독창적인 미세조직을 설계하고 특성해석과 공정기술의 개발을 통해 기존 대비 향상된 기계적 특성과 가공성을 갖는 초고온재료의 개선된 제조 공정과 응용분야를 개척하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
▶ 분말 합성 및 다중 구조 복합 분말 제조 공정연구 – 금속간화합물/기지상 균일 코팅형 분말제조 :　100% 달성
- Mechano-chemical 공정을 이용한 금속간화합물 (Mo₅SiB₂/Mo₃Si) 분말합성 및 특성 제어
- 화학증기수송을 이용한 Mo 기지상 코팅형 코어-쉘 (core-shell) 분말 제조
- 화학적 방법을 이용한 Mo(Ta, Ti, Zr) 기지상 코팅형 다중 구조 복합 분말 제조
▶ 소결체 제조/평가 및 공정 최적화 연구 - 소결체의 기계적 특성 평가 및 공정 최적화 : 100% 달성
- Ta, Ti, Zr 첨가량 제어를 통한 다중 구조 복합 분말의 in-situ 제어
- Magnetic pulse 성형에 의한 고밀도 성형체 제조 및 상압소결 거동 해석
- 상압소결조건에 따른 소결특성평가
▶ 조밀체 제조/평가 및 공정 최적화 연구 – 소결체의 인성/고온특성 평가 및 공정 최적화 : 100% 달성
- 조밀화 공정 적용을 통한 완전 조밀체 제조 및 공정조건 최적화
- 분말특성 및 소결조건에 따른 미세조직, 파괴인성, 경도 및 압축강도 평가
- 미세조직과 특성간의 상관관계 해석을 통한 공정조건 최적화 및 적용가능 분야 제시

□ 연구개발결과의 중요성
▶ 학문적 측면
분말야금법을 통해 Mo-Si-B 합금을 제조함에 있어 해당 분말의 소결 특성 및 메커니즘을 규명하고 기계적 특성 평가를 통해 첨가원소 및 미세구조와 특성간의 상관관계를 밝혀 초고온재료 분야의 기초 연구를 수행하였다는 학문적 의미가 있다.
▶ 경제적 측면
본 연구를 통해 국내에서 부족한 초고온재료의 기초 연구 및 원천 기술을 확보할 수 있을 것으로 판단되며 이를 시발점으로 하여 초고온재료의 국산화를 통해 경제적 측면에서 큰 이익이 있을 것으로 판단된다.
▶ 산업적 측면
차세대 초고온재료로써 2600℃에 이르는 녹는점을 갖는 Mo 기지 합금이 상용화된다면 가스 터빈과 같은 기관의 가용 온도를 훨씬 높일 수 있을 것으로 기대되며 이는 열효율의 증가도 동반될 것으로 기대된다. 이는 산업적으로 에너지 효율을 크게 증가 시킬 수 있을 것으로 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1) 분말 합성 및 다중 구조 복합 분말 제조 공정 연구 ... 5
• 2) 소결체 제조/평가 및 공정 최적화 연구 ... 6
• 3) 조밀체 제조/평가 및 공정 최적화 연구 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 13