경상국립대(GNU·총장 권순기) 공과대학 나노신소재융합공학과 김정기·남태현 교수 연구팀은 최근 포항공과대학교 김형섭 교수, 한국재료연구원 이동준 박사 연구팀과 공동으로 적층제조 기술을 활용해 형상기억 타이타늄합금 내에 선택적인 상변태 현상을 구현하는 데 성공했다.
기존 형상기억 타이타늄 합금에서의 상변태는 결정립계를 중심으로 발생해 특정 위치에서의 제어가 어렵다는 한계가 있었다.
이 한계점을 해결하기 위해 김정기, 남태현 교수팀은 세계 최초로 기지와 정합성이 높은 석출물을 적층제조 기술에 이용해 분산시켜 기지-석출물 계면에서 선택적으로 상변태를 일으키는 데에 성공했다.
연구는 경상국립대 공과대학 나노신소재융합공학과 석사과정 이유경 씨(지도교수 김정기)를 포함해 11명의 적층제조 및 소재 분야 전문가가 참여해 지난 2021년부터 연구해온 결과다.
논문은 공학(제조) 분야 1위 저널인 '애디티브 매뉴팩처링(Additive Manufacturing)'(IF=10.998, JCR 상위 1%) 22년도 10월호에 '직접용융증착법 기반 실시간 합금화된 불균일 미세조직 Ti-Nb-Zr-Sn 합금의 상변태 거동(Transformation-induced plasticity in the heterogeneous microstructured Ti-Zr-Nb-Sn alloy via in-situ alloying with directed energy deposition)'이라는 제목으로 게재된다.
이번 연구를 주도한 김정기 교수는 "이 연구는 금속 적층제조 공정을 활용해 금속 부품 내의 선택적인 변형을 유발할 수 있는 것을 밝힌 최초의 결과로, 앞으로 특정 위치에 형상기억 특성을 유발하거나 구조적으로 불안정한 위치에 상변태 강화현상을 유발해 안정성을 높이는 등 적층제조를 활용한 다양한 응용연구가 진행될 가능성을 보인 데에 큰 의미가 있다"라고 밝혔다.
