국립한밭대학교(총장 오용준)는 신소재공학과 조훈휘 교수 연구팀의 이효주 대학원생이 발표한 연구 논문이 재료 분야의 국제학술지 ‘Materials Science and Engineering A(IF 7.0, JCR 상위 8.8%)’에 게재됐다고 밝혔다.

국립한밭대 대학원 응용소재공학과에 재학 중인 이효주 박사과정생이 제1저자로 참여한 해당 논문의 제목은 ‘Microstructural evolution and mechanical properties of friction stir spot welded pure Ta’로, 고융점 금속인 탄탈룸(Tantalum, 이하 Ta)의 마찰교반 점용접 적용 가능성과 미세조직 및 기계적 특성을 체계적으로 규명한 연구이다.

Ta는 매우 높은 융점을 가지며 기존 용융접합 공정 적용에 어려움이 있어 고신뢰성 접합 기술 개발의 필요성이 제기되어 왔다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 고상접합 공정인 마찰교반 점용접을 적용하고, 공정 변수 중 공구 삽입 깊이를 조절하여 접합 특성에 미치는 영향을 평가했으며, 접합부의 미세조직 및 기계적 특성 변화를 정밀하게 분석했다.

특히 접합부의 상․하부 영역을 구분해 비교․분석함으로써, 영역에 따른 조직 변화와 특성 차이를 체계적으로 규명했으며, 그 결과 교반부에서는 결정립 미세화로 인한 경도 향상이 확인됐고, 이를 통해 접합부의 기계적 성능이 향상됨을 입증했다.

이번 연구는 Ta에 대한 마찰교반 점용점의 적용 가능성을 제시한 초기 연구로, 기존 용융접합의 한계를 극복할 수 있는 대안 공정으로서의 가능성을 보여준다.

고융점 금속의 접합 기술 개발과 극한 환경용 구조재료 설계에 필요한 기초 자료를 제공하며, Ta와 같은 고융점 금속에서 고상접합 기술의 필요성을 확인하고 마찰교반 점용접을 통한 미세조직 변화와 기계적 특성 향상 가능성을 제시했다.

또한, 이를 바탕으로 향후 항공우주, 에너지 및 극한환경 소재 분야 등 다양한 산업 분야에서의 활용이 기대된다.