국립한밭대학교 신소재공학과 박준식 교수

국립한밭대학교(총장 오용준)는 신소재공학과 박준식 교수 연구팀이 1300도의 고온에서도 안정적인 나노 결정립 구조의 초고온 고엔트로피 소재 코팅 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

초고온 소재 기술은 전투기, 유도탄 엔진을 비롯해 우주 발사체 등 극한 환경에서 운용되는 핵심 부품의 내열 성능을 결정짓는 핵심 분야다. 이번 연구는 고융점(高熔點)을 갖는 TiTaNbMoZr 고엔트로피 합금을 바탕으로, 3차원 실리콘/보론 확산 코팅을 적용해 1300도에서도 견딜 수 있는 고내열 코팅층을 구현한 것이 핵심이다.

박 교수팀은 나노 결정립 구조를 가진 이 코팅층이 고온에서 가장 안정하다고 알려진 세 가지 상(실리콘 화합물, 보론 화합물, 실리콘-보론 화합물)으로 구성돼 있으며, 대기 중 1300도로 20시간 이상 노출해도 얇은 산화막만 형성될 뿐 구조적 안정성이 유지된다는 사실을 실험으로 확인했다.

이번 연구는 한밭대 대학원생 오정석 씨를 주저자로, 박지니, 김선진, 최지성 학생이 참여했으며, 세종대학교 홍성환 교수와 한국생산기술연구원 신재홍·김택수 박사도 조직 분석, 반응 계산, 계면 디자인 설계에 함께 참여해 우수한 성과를 도출했다.

박 교수는 “3년 이상 고온 합금 코팅에 다양한 방법을 시도하며 시행착오를 겪은 끝에, 매우 안정적인 나노 결정립 코팅층을 얻을 수 있었다”며, “고엔트로피 합금의 각 원소가 칵테일처럼 조합되어 개별 성질의 단순 평균이 아닌, 예기치 못한 상승효과(synergy)를 낸 것으로 보인다”고 설명했다.

이 연구 결과는 **국제 SCI급 학술지인 Journal of Materials Research and Technology (JMR&T)**에 지난 8월 30일자로 게재됐다.