한밭대 박준식 교수, 초고온 견디는 코팅 기술개발 성공

SCI급 국제학술지 논문 출판
1300도에서도 내산화성 갖춰

한밭대 박준식 교수

한밭대학교 신소재공학과 박준식 교수가 최근 초고온 하이엔트로피 소재의 내산화 내삭마 코팅기술 개발에 성공했다.

7일 한밭대에 따르면, 초고온 소재는 전 세계적으로 전투기와 미사일의 엔진 소재 뿐만 아니라 우주산업의 발사체 분야에서 지속적으로 연구되는 분야다. 특히 엔진 소재의 경우, 소재에 따라 발사체의 속도와 연료효율성 등에 매우 커다란 영향을 미쳐 미국과 일본, 유럽에서 꾸준히 개발되고 있다.

최근 선진국에서는 고융점의 내화 금속(Refractory metals)을 첨가하는 하이엔트로피 합금(High entropy alloy)을 개발, 고온용 소재로 사용하려는 시도가 늘고 있다. 하지만, 하이엔트로피 합금은 내산화성이 매우 낮아 400~800도 이상의 온도에서 대기 중에 노출되면, 산화돼 산화물이 승화되는 특성이 나타나 기존 부품의 형상을 유지할 수 없는 치명적인 단점이 있다.

이에 따라 박준식 교수는 그동안 고온소재의 개발과 더불어 고온에서 사용할 수 있는 코팅을 개발해 왔으며, 고온에서 사용할 수 있는 고융점의 집합체인 AlMo0.5NbTa0.5TiZr 하이엔트로피 합금을 모재로 선정해 이를 고온에서 사용할 수 있도록 확산코팅으로 silicide 내산화 내삭마 코팅을 진행했고, 코팅모델과 더불어 1300도에서도 우수한 내산화성을 갖는 확산 코팅층을 개발했다.

이 같은 박 교수의 연구결과는 소재분야 상위수준의 논문인 SCI급 국제학술지 'Corrosion Science'에 논문으로 출판됐다. 이번 연구결과를 통해 고온에서 안정적인 코팅층을 유지할 수 있는 고온소재 설계와 고온부품의 설계에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

한편, 이번 연구에는 황철홍·오정석 대학원생, 키란신대 연구교수, 그리고 같은 학과의 정중희·이상엽 교수가 함께 참여해 계면 디자인과 분석을 수행했다.
김흥수 기자 soooo0825@