국민대 서동일 학생, 세계적 SCI 유명저널 2편에 연이어 논문 게재

국민대(총장 임홍재)는 창의공과대학 신소재공학과 박사과정 서동일 학생(지도교수 이재봉)이 SCI급 국제 학술지인 Corrosion Science와 Journal of The Electrochemical Society에 연이어 제1저자로 참여해 논문을 게재했다고 19일 밝혔다.

높은 강도에 비해 가벼운 무게를 지니며 우수한 내식성을 가진 타이타늄 합금은 우주항공, 해양 구조물, 생체재료와 같은 많은 산업 분야에 사용되고 있다. 기존 절삭가공으로 제조하는 타이타늄 합금을 적층가공(3D Printing) 공법으로 제조하면, 기존의 절삭가공으로 사용되는 타이타늄 재료의 양을 1/20까지 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 그러나 내식성 방면에서는 더 우수하다는 정확한 결론이 아직은 없는 상황이다.

서동일 학생이 Corrosion science 에 개제한 논문에는 적층 가공한 합금이 제조 시 급속한 냉각에 의해 발생하는 침상구조인 마르텐사이트 α′상 때문에 내식성 감소가 발생한다는 사실을 확인했으며 이에 대한 원인을 부동태 피막 특성과 연관해 설명했다.

마르텐사이트 α′상은 확산을 수반하지 않고 원자의 배열이 바뀌는 반응으로, 확산속도로 규제되는 동종의 변태(invariant transformation)가 급랭에 의해 억제되는 것 같은 상태에서 일어난다.

또한, Journal of The Electrochemical Society 논문에서는 3D Printing 제조 시 생성된 마르텐사이트 α′상에 따른 내식성의 감소를 줄이기 위하여 다양한 열처리를 이용해 적층 가공된 합금의 내식성을 측정했다. 합금의 내식성 감소의 원인은 마르텐사이트 α′상 이외에도 시효에 따른 석출물 또한 영향을 주는데, 이 논문에서는 650 ~750 ℃ 에서 급냉하면 α′상과 석출물의 생성을 동시에 억제해 3D Printing Ti-6Al-4V 타이타늄 합금의 내식성 감소를 막을 수 있다는 사실을 발표했다.

한편, 3D Printing 타이타늄합금의 내식성 연구는 산업통상자원부 산업기술혁신사업의 지원으로 계속 수행되고 있다.