알루미늄 및 철계 합금의 미세조직 제어 기반 강도·파괴·내식 메커니즘 연구

Microstructure-controlled aluminum and iron-based alloys for strength, fracture, and corrosion resistance

연구 내용

석출물·전이조직·계면의 미세구조를 제어해 강도와 파괴 거동 및 응력부식 균열 저항을 규명하고, Al 기반 기능성 코팅으로 열전달 성능을 향상하는 연구

본 연구는 금속 합금에서 미세조직 요소가 강도와 파괴, 내식 거동에 미치는 영향을 분석하는 데 목적이 있습니다. Al-Zn-Mg 계에서 입계 석출물 주변의 변형 집중과 균열 개시를 미시 기계시험과 CP-FEM으로 해석합니다. 또한 Zn 조성 변화에 따른 강도-인성 트레이드오프를 석출물 특성과 변형장 관점에서 평가합니다. 철계에서는 템퍼링 중 탄소 편석과 시멘타이트 형성이 응력부식 균열의 취약 부위를 만드는 과정을 원자·나노·미시 스케일로 규명합니다. 더불어 6061 Al에 그래핀 유도 코팅을 적용해 젖음성 및 접합성을 확보하고 열전도 향상을 달성합니다.

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연구 흐름

초기에는 템퍼링이 마르텐사이트 미세구조의 부분경계와 응력부식 균열 저항에 미치는 상반된 영향을 원자·나노·미시 분석으로 해석하는 연구를 수행했습니다. 이후 Al-Zn-Mg 계에서 입계 석출물의 비정합 특성이 변형 집중과 입계 파괴로 이어지는 메커니즘을 미시 기계시험과 CP-FEM으로 확장했습니다. 다음 단계로 Zn 조성 변화에 따른 인장 특성과 파괴인성의 상관을 정리하고, 복합 농축 합금에서 평면응력 파괴역학을 통해 취화 요인을 평가했습니다. 최근에는 Al 표면에 그래핀 계열 코팅 공정을 접합성과 젖음성 관점에서 설계하며 열전달 성능까지 고려하는 방향으로 연구를 진행합니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

석출 강화 알루미늄 합금 부품 설계
고강도 스틸의 응력부식 균열 저감
입계 취약도 기반 파괴 평가
열전도 향상 금속/코팅 복합화
합금 조성 최적화 설계 프레임
파괴역학 기반 내구성 예측
재료-미세조직 연계 강도 모델링
산업용 경량 구조재 성능 고도화
표면 처리 공정 조건 도출
복합재 인터페이스 열·기계 거동 분석