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연구 분야
기술 도입 효과 및 상용화 단계
경제적/시장 적용 및 기대 효과
글로벌 TIM 시장은 2024년 41억 달러에서 2030년 78.9억 달러로 연평균 11.6%의 높은 성장률이 예상되며, 특히 전기차 및 5G 통신 시장 확대가 주요 성장 동력입니다. 본 기술 도입 시, 제품의 열 관리 효율 증대를 통한 에너지 절감, 제품 신뢰성 향상으로 인한 유지보수 비용 절감, 그리고 고성능 방열 솔루션 시장에서의 경쟁 우위 확보 및 시장 점유율 확대가 기대됩니다.
첨단 세라믹 시장은 지속적인 성장이 예상되며, 특히 3D 프린팅 기술과의 융합은 제조 공정 혁신을 통해 생산 효율성 증대 및 새로운 시장 창출에 기여할 것입니다. 본 기술 도입 시, 다품종 소량생산에 대한 유연한 대응, 부품 경량화를 통한 에너지 효율 개선, 그리고 극한 환경용 고성능 부품 시장 진출을 통한 새로운 비즈니스 기회 확보가 기대됩니다.
글로벌 자동차 시장의 친환경 및 고효율 요구에 따라 경량 복합소재 및 이종 금속 부품 시장이 빠르게 성장하고 있습니다. 본 기술 도입 시, 차량 연비 개선 및 배기가스 저감 효과로 환경 규제에 효과적으로 대응할 수 있으며, 부품 성능 향상을 통한 제품 경쟁력 강화 및 신규 시장 개척이 기대됩니다. 특히, 고성능 경량 소재는 전기차 및 항공우주 분야로의 사업 확장 기회를 제공할 수 있습니다.
연구실에서 최근에 진행되고 있는 관심 연구 분야
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고열전도성 방열 소재 및 열계면소재(TIM) 개발 (Development of High-Thermal Conductivity Heat Dissipation Materials and Thermal Interface Materials)
Han, Joo-Hwan in MSE 연구실은 고열전도성 방열 소재와 열계면소재(TIM, Thermal Interface Material) 기술 개발을 통해 전기차 배터리와 전자기기의 효율적 열 관리를 실현하고 있습니다. 고열전도성 소재는 전자부품의 열 문제를 해결하기 위한 필수 기술로서, 전기차 및 첨단 전자기기의 안정성과 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 연구실은 특히 산화마그네슘(MgO) 기반 방열 필러 와 10 W/mK급 열계면소재(TIM) 개발에 매진하며, 높은 열전도성과 경량성을 겸비한 첨단 열 관리 솔루션을 제공하고 있습니다. MgO 기반 소재는 낮은 비용과 뛰어난 열전도성으로 주목받고 있으며, 본 연구실은 이를 기반으로 한 친환경적이고 경제적인 방열 소재를 개발하고 있습니다. 더 나아가, 열 관리 기술은 전기차 배터리, 전자기기, LED 조명 등 다양한 산업 분야에도 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다. [주요 연구 내용] 1. 산화마그네슘(MgO) 기반 방열 필러 개발 - MgO를 기반으로 한 10 W/mK급 열전도성을 가진 방열 필러를 개발하며, 이를 통해 전기차 배터리 모듈의 발열 문제를 해결하고 배터리의 안정성과 수명을 연장합니다. - 방열 필러의 입자 형상 및 사이즈를 정밀 제어하여 방열 성능과 경제성을 모두 만족하는 소재를 제작합니다. 2. 열계면소재(TIM)의 최적화 및 성능 강화 - 전자기기와 배터리 내 열 전달 효율을 극대화할 수 있는 TIM 기술을 개발합니다. - MgO 기반의 열계면소재를 활용해 열 전도성과 기계적 안정성을 향상시키는 동시에, 저밀도 경량 특성을 극대화합니다. 3. 전기차 및 전자기기 열 관리 기술 응용 - 개발된 열 관리 기술은 전기차 배터리, 스마트폰, 고성능 전자기기 등에서 방열 문제를 해결할 수 있는 핵심 기술로 적용됩니다. - 고열전도성 소재를 기반으로 한 저전력 고효율 열 관리 시스템을 설계하여 다양한 첨단 산업에 활용합니다. [연구 기여 및 응용] - 전기차 배터리 기술: 열전도성 소재를 통해 배터리 모듈의 발열 문제를 해결하고, 전기차의 성능 및 안정성을 개선하여 전기차 보급률 증대에 기여합니다. - 전자기기 열 관리: 높은 열전도성을 가진 TIM 기술은 고성능 CPU, 데이터 센터, 스마트폰 등에서 안정적인 열 관리 시스템 구현에 중요한 역할을 합니다. - 친환경 에너지 솔루션: 경량화된 방열 소재는 에너지 효율성을 높이며, 탄소 배출 감소와 자원 절약을 실현해 지속 가능한 산업 발전을 지원합니다. Han, Joo-Hwan in MSE 연구실은 MgO 기반 방열 소재 및 TIM 기술을 통해 전기차와 전자기기를 포함한 다양한 산업에 혁신적인 열 관리 솔루션을 제공합니다. 이러한 연구는 신소재 기술 분야에서 경쟁력을 확보함과 동시에, 글로벌 산업의 지속 가능한 미래를 위한 기반 기술로서 중요한 가치를 갖추고 있습니다.
산화마그네슘(MgO)
열계면소재(TIM)
고열전도성 필러
전기차 배터리 모듈
방열 기술
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3D 프린팅 및 고온 가압소결을 활용한 차세대 전자부품 및 세라믹 기술 (Next-Generation Electronic Components and Ceramic Technologies Using 3D Printing and High-Pressure Sintering)
Han, Joo-Hwan in MSE 연구실은 3D 프린팅 기술과 고온 가압소결 공정을 활용하여 새로운 차원의 전자부품 및 세라믹 기술을 개발하고 있습니다. 3D 프린팅 기술은 복잡한 형상 제작이 가능하며, 소재 낭비를 최소화할 수 있는 혁신적인 제조 공정으로 주목받고 있습니다. 또한 고온 가압소결 기술은 높은 밀도와 치밀한 구조를 가진 세라믹 소결체를 제작할 수 있어, 고성능 전자부품 제조 및 첨단 세라믹 소재 개발에 중요한 역할을 합니다. 이 연구는 차세대 전자부품 및 세라믹 기술 생태계를 혁신적으로 변화시키며, 에너지 효율성과 내구성을 동시에 만족하는 고성능 제품 제작에 초점을 맞추고 있습니다. 이를 통해 연구실은 산업적 경쟁력을 강화하고 지속 가능한 제조 기술 기반을 마련하고자 합니다. [주요 연구 내용] 1. 3D 프린팅 기반 전자부품 제조 기술 - 3D 프린팅 기술을 활용하여 복잡한 형상의 전자부품과 세라믹 소결체를 제작합니다. - 적층형 세라믹 전자부품의 설계 및 제작 기술을 통해 고성능, 저비용의 전자 소자 개발을 목표로 합니다. 2. 고온 가압소결을 통한 고밀도 세라믹 제조 - 고온 가압소결법을 활용하여 치밀하고 균일한 미세구조의 세라믹 소결체를 생산, 내구성과 열전도성을 극대화합니다. - 고온 및 극한 환경에서도 안정적인 성능을 발휘할 수 있는 고밀도 소결체 제작 공정을 연구합니다. 3. 세라믹 접합 기술 개발 및 산업 응용 - 세라믹과 세라믹 간의 접합 기술을 개발하여 무결합재 접합 및 복합구조 제조를 실현합니다. - 고온에서 사용 가능한 내구성 있는 세라믹 소재를 제작하여 첨단 전자부품, 에너지, 항공우주 등 다양한 산업 분야에 응용합니다. [연구 기여 및 응용] - 전자 및 반도체 산업: 3D 프린팅 기술을 기반으로 고성능 전자부품을 성장시키며, 반도체 및 전자기기의 소형화와 고효율화를 돕습니다. - 항공 및 우주 응용: 고온 가압소결 기술을 통해 고내열성, 고강도 세라믹 소재를 제공하여 항공우주 산업에서의 경량화 및 내구성을 강화합니다. - 지속 가능한 제조기술: 낭비를 줄이고 에너지 소비를 최소화하는 3D 프린팅 및 세라믹 제조 공정을 통해 산업 전반의 친환경 기술 선도를 실현합니다. Han, Joo-Hwan in MSE 연구실은 3D 프린팅 및 고온 가압소결을 활용한 첨단 기술 개발을 통해 차세대 전자부품 및 세라믹 소재를 혁신적으로 재창조하고 있습니다. 본 연구는 지속 가능한 신소재 제조 기술의 핵심적인 역할을 하며, 다양한 산업 분야에서 효율성과 성능을 모두 만족시킬 수 있는 차세대 솔루션을 제공하고 있습니다.
3D 프린팅
고온 가압소결
치밀질 소결체
세라믹 접합
적층형 전자부품
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이종 금속과 복합소재 기반 첨단부품 개발 (Development of Advanced Components Based on Dissimilar Metals and Composite Materials)
Han, Joo-Hwan in MSE 연구실은 이종 금속 소재와 복합소재를 활용하여 다양한 산업 응용에 적합한 첨단부품 개발에 주력하고 있습니다. 이종 금속과 복합소재 기술은 경량화, 높은 기계적 강도, 그리고 내구성을 동시에 구현할 수 있어 기존 소재를 대체할 수 있는 차세대 기술로 주목받고 있습니다. 연구실은 특히 초미세 금속 분말 과립화 기술 과 복합형 세라믹 접합 기술 을 활용하여, 고효율 터보차저 부품 및 가변과급기(VTG) 부품과 같은 고성능 제품의 제작에 힘쓰고 있습니다. 이러한 기술은 자동차, 항공, 전자기기 등 다양한 분야에서 널리 활용될 수 있으며, 연구실은 친환경적이고 지속 가능한 소재 개발에 중점을 두어 산업 전반의 융합 기술 혁신을 선도하고 있습니다. [주요 연구 내용] 1. 이종 금속소재 적용을 통한 VTG용 부품 개발 - 이종 금속소재가 가지는 장점을 결합하여, 환경 규제를 충족하는 고효율 터보차저와 다양한 가변과급기(VTG)용 부품을 개발합니다. - 경량화와 내마모성을 강화하여 차량 성능 및 연료 효율성을 높이는 핵심 기술을 제공합니다. 2. 복합형 세라믹 접합 기술 개발 - 세라믹-세라믹 무결합재 접합을 활용하여 복잡한 형상과 정밀한 구조를 요구하는 첨단 부품을 제작합니다. - 고온 및 극한 환경에서도 안정성을 유지할 수 있는 복합형 세라믹 부품 기술을 연구합니다. 3. 초미세 금속 분말을 활용한 첨단 소재 제조 기술 - 초미세 금속 분말의 과립화 및 슬러리 제조 기술을 통해 고성능 금속 및 복합소재 부품 개발에 활용됩니다. - 금속 분말 기반의 제품 설계를 최적화하여, 다양한 응용 제품의 성능을 대폭 개선합니다. [연구 기여 및 응용] - 자동차 산업: 이종 금속과 복합소재 기술을 통해 차세대 가변과급기 및 터보차저 부품을 개발하여, 자동차의 연료 효율성과 내구성을 개선하고 환경 규제에 대응합니다. - 에너지 및 전자산업: 복합소재와 이종 금속 접합 기술은 전자기기 및 에너지 저장 장치에서 효율성과 안정성을 향상시키는 핵심 요소로 응용됩니다. - 항공 및 방위산업: 고성능 소재는 항공 및 방위산업에서 요구되는 고강도, 고내열성 부품 제작에 필수적인 기술로 활용됩니다. Han, Joo-Hwan in MSE 연구실은 이종 금속소재 및 복합소재 기반 기술에서 차별화된 연구를 진행하며, 다양한 산업 분야에 고효율 및 고성능 부품 솔루션을 제공하고 있습니다. 이를 통해 연구실은 기술적 우위를 확보하고 지속 가능한 신소재 기술 발전에 기여하며, 미래 산업을 선도하고 있습니다.
이종 금속소재
복합형 세라믹 접합 기술
초미세 금속 분말
가변과급기용 부품
친환경 VTG 부품