초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 탄성열량효과를 보이는 형상기억합금의 피로 수명 향상을 위한 연구이다. NiTiV 3원계의 합금 설계를 통해 피로 수명을 결정짓는 핵심 인자에 대한 분석을 진행하였으며 형상기억합금의 피로 특성에 대한 기초적인 실험을 진행하였다. 또한,합금 조성의 미세조정 및 열처리를 통해 피로 수명을 최적화한 뒤 고 반복의 피로실험을 진행하여 실질적인 활용 가능성에 대해 평가하였다. 최종적으로 NiTiV 합금이 특정 조성과 열처리 조건에서 매우 우수한 피로 특성을 가짐을 확인하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과

□ 연구개요
본 연구는 탄성열량효과를 보이는 형상기억합금의 피로 수명 향상을 위한 연구이다. NiTiV 3원계의 합금 설계를 통해 피로 수명을 결정짓는 핵심 인자에 대한 분석을 진행하였으며 형상기억합금의 피로 특성에 대한 기초적인 실험을 진행하였다. 또한,합금 조성의 미세조정 및 열처리를 통해 피로 수명을 최적화한 뒤 고 반복의 피로실험을 진행하여 실질적인 활용 가능성에 대해 평가하였다. 최종적으로 NiTiV 합금이 특정 조성과 열처리 조건에서 매우 우수한 피로 특성을 가짐을 확인하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차 연도의 목표는 피로 수명을 결정짓는 핵심사항에 대한 분석 및 형상기억합금의 피로 수명 초탄성 사이클 1만 회 후 2% 이하의 소성변형량 달성이다. 피로 수명을 결정짓는 열 히스테리시스와 마르텐사이트 비선형 격자상수를 통해 계산되는 인자 분석을 통해 소성변형량과의 연관성을 확인하였다. 또한, NiTi 합금에 V를 특정농도 첨가한 합금의 1만 회 초탄성 사이클 후 소성변형량이 1.75%로 측정되었으며 목표한 2% 이하의 소성변형량을 달성했다.
2차 연도의 목표는 합금 조성의 미세조정 및 열처리를 통한 피로 특성 최적화, 초탄성 사이클 1만 회 후의 소성변형량 1.5% 이하 달성 그리고 10만 회 반복 이상의 피로 수명 달성이다. 소수점 단위의 농도 조절을 통해 1차 연도에서 설계했던 합금에서 향상된 피로 특성을 보이는 합금 설계에 성공하였으며, 특정 열처리 조건에서 소성변형량이 효과적으로 감소하는 것을 확인하였다. 이 최적화된 조건을 지니는 합금은 초탄성 사이클 1만 회 후 소성변형량이 0.38%에 불과하였으며 초탄성 사이클 10만 회 이상의 피로 수명이 측정되었다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
현재 탄성열량효과 및 그 피로 수명에 관한 연구는 국내외적으로 매우 초기 단계이기 때문에 이번 연구는 학문적 및 산업적 측면에서 크게 이바지할 것으로 기대된다. 또한, 고체 냉매로서 쓰일 형상기억합금의 주요 문제점인 피로 특성의 확보를 실현함으로써 추후 실질적 적용에 활용할 수 있다. 조성의 미세조정과 특정 조건에서의 열처리를 통해 형상기억합금의 피로 특성을 크게 개선할 수 있다는 것을 밝혔으며, 추후 다른 시스템의 합금에도 또한 적용하여 피로 특성을 개선할 수 있을 것으로 기대한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1 연구 수행 과정 ... 5
• 2.2 연구개발과제의 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 5.1 활용 분야 및 활용방안 ... 13
• 5.2 추가연구의 필요성 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 15
• 끝페이지 ... 18