세라믹 복합재 및 내환경 코팅 기술은 고온, 고압, 부식 등 극한 환경에서 사용되는 구조재의 내구성과 신뢰성을 극대화하기 위한 핵심 연구 분야입니다. 본 연구실은 SiC 섬유강화 세라믹 복합체, 탄소 복합재, 그리고 다양한 세라믹 코팅층의 개발 및 특성 평가에 집중하고 있습니다. 특히, 가스터빈, 제트엔진, 발전설비 등 첨단 산업 분야에서 요구되는 내산화성, 내환경성, 열차폐 성능을 갖춘 소재와 코팅 기술을 선도적으로 연구하고 있습니다. 연구실에서는 다양한 코팅 방법(플라즈마 스프레이, EB-PVD 등)을 활용하여 YSZ, Mullite, Yb2SiO5, Ti2AlC 등 첨단 세라믹 소재의 코팅층을 개발하고, 이들의 열적·기계적 내구성, 계면 특성, 손상 및 균열 거동을 체계적으로 분석합니다. 또한, 다층 코팅 구조의 설계와 최적화, 코팅 두께 및 미세구조 제어를 통해 실제 산업 현장에서 요구되는 성능을 구현하고 있습니다. 이러한 연구는 고온 부품의 수명 연장과 안전성 향상, 효율적인 에너지 운용에 기여하며, 국내외 다양한 산업체 및 연구기관과의 협력을 통해 실용화 및 기술 이전에도 적극적으로 나서고 있습니다. 최근에는 내환경 배리어층의 자가치유 기능, 균열 치유재의 적용 등 혁신적인 소재 기술을 접목하여 차세대 고신뢰성 세라믹 복합재 개발에 앞장서고 있습니다.

자가치유 세라믹 소재 및 균열 치유 기술은 고온 환경에서 발생하는 미세 균열과 손상을 스스로 복구할 수 있는 첨단 소재 개발을 목표로 합니다. 본 연구실은 Ti2AlC, Yb2SiO5, Mullite 등 자가치유 능력을 가진 세라믹 복합재 및 코팅재의 합성, 구조 설계, 특성 평가에 중점을 두고 있습니다. 이 기술은 항공우주, 발전, 방위산업 등에서 부품의 신뢰성과 수명을 획기적으로 향상시키는 데 필수적입니다. 특히, 고온에서의 열처리나 외부 자극에 의해 활성화되는 자가치유 메커니즘을 규명하고, 이를 실제 소재 및 코팅층에 적용하는 연구를 수행합니다. 특허로도 출원된 바 있는 이터븀 실리케이트(Yb2SiO5)와 티타늄 알루미늄 카바이드(Ti2AlC) 기반의 복합재는 균열이 발생했을 때 내부에서 치유 반응이 일어나 구조적 손상을 최소화합니다. 이러한 자가치유 기술은 기존 소재의 한계를 극복하고, 유지보수 비용 절감 및 안전성 확보에 크게 기여합니다. 연구실은 자가치유 소재의 합성 공정, 미세구조 제어, 치유 효율 평가, 실제 부품 적용까지 전주기적 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 고온 구조재의 혁신적인 내구성 향상과 미래 산업의 요구에 부합하는 첨단 소재 솔루션을 제공하고 있습니다.