[대한민국 세계 1등 소재기술]<4>나노구조 초특성 타이타늄 합금

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나노구조 제어 가공열처리 공정에 적용해 만든 나노구조 초특성 Ti합금 판재.

`나노구조 초특성 타이타늄 및 타이타늄 합금 상용화`는 타이타늄(Ti)의 미세 조직을 나노 구조화해 타이타늄 자체 성능과 Ti합금 특성을 2배 이상 높일 수 있는 기술이다.

국방·항공·우주는 물론 해양·에너지·바이오 등 첨단 미래산업 발전, 시장 확대까지 유도할 수 있는 신기술이다, 지난해 염종택, 박찬희, 홍재근 재료연구소 금속재료연구본부 연구팀(이하 염 연구팀)이 개발했다.

염 연구팀은 후속 상용화 연구를 진행해 최근 `나노 결정립 구조 생체의료용 니켈타이타늄(NiTi)합금 미세튜브` 제조에 성공했다. 이 튜브는 기존 외산 NiTi합금 튜브에 비해 20% 이상 피로도 특성이 높다. 염 연구팀은 이 튜브를 생체 소재 스텐트에 적용할 수 있는 방향을 모색하고 있다.

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나노결정립 생체의료용 NiTi합금 미세튜브와 결정 구조 이미지.

나노구조 순수 Ti판재 제조에도 성공했다. 이 판재는 기존 Ti소재 판재 대비 강도가 2배 이상 높다. 기존 나노구조 Ti합금 판재와 비교하면 동등 이상의 강도에 70% 이상 우수한 상온성형도를 자랑한다. 이 때문에 스마트폰 내·외장재, 안경테, 의료기기 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

재료연은 나노구조 초특성 타이타늄 합금 기술을 지난해 7월 서울금속에 이전했다.

서울금속은 이 기술을 자체 순수 타이타늄 고강도화 열처리 공정에 적용, 강도 800㎫(메가파스칼) 이상의 순수 타이타늄 극세선을 제조할 계획이다. 현재 600㎫ 이상 고강도를 지닌 순수 타이타늄 극세선 제조에 성공해 전기·전자기기 미세 볼트에 적용할 수 있는 길을 열었다.

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염종택 책임연구원은 “기술 자체의 파급 효과뿐만 아니라 국내에 이미 구축돼 있는 설비를 그대로 이용해 나노구조 Ti와 Ti합금을 생산할 수 있다는 점에서 관련 산업 경쟁력 향상에 크게 이바지할 것으로 기대된다”고 말했다.


창원=임동식기자 dslim@etnews.com


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