정확한 물성파악에 따른 철강재 불량감소 기여

대전 대덕연구개발특구 내 한국표준과학연구원은 이근우 박사팀이 섭씨 1천500도 이상의 쇳물을 공중부양시켜 정확한 물리적 특성을 파악하는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

이 박사팀은 전기장을 걸어 고체를 공중에 띄운 뒤 레이저로 가열, 액체로 변하도록 해 그 물성을 측정하는 데 성공했다.

일반적인 초고온 실험에서는 실험대상 재료와 재료를 담은 용기 사이의 반응을 통해 오염이 발생하지만 실험대상 재료를 공중에 띄울 경우 이 같은 오염이 원천 차단돼 재료의 정확한 물성을 파악할 수 있다.

오염 등 문제 때문에 지금까지 국내에서는 1천200도 이하의 상황에서만 철강소재의 물성 측정이 가능했는데 이 박사팀이 개발한 기술을 이용하면 실제 용광로의 쇳물온도인 1천500도 이상의 환경에서 측정이 가능하다.

이렇게 측정된 물성은 철강제품 주조시 초기 응고단계에서의 물성변화로 표면이 터지는 등 결함을 방지하는 중요한 정보가 돼 연간 수십억원 이상의 비용절감 효과를 가져올 것으로 기대되고 있다.

또 용기에 담기지 않아야만 용융점 이하로 온도가 내려가도 물질이 고체화하지 않는 과냉각 현상을 유도할 수도 있는데 과냉각 현상을 활용하면 새로운 물질을 개발할 수 있는 가능성이 열리게 됐다.

이미 미국, 유럽연합, 일본 등은 항공우주, IT, 철강, 핵융합로 및 원자로 산업의 발전을 위해 수백∼수천도의 초고온에 견디는 물질을 공중부양 방식으로 개발하고 있다.

일본은 공중부양을 통한 온도 상승 기술을 현재 약 4천도까지 확보했다.

이근우 박사는 “이번에 개발된 기술을 활용하면 초고온 재료의 물성에 관한 정보를 구축, 일부 선진국이 독점하고 있는 재료 정보를 자체적으로 확보할 수 있는 동시에 신소재 분야의 발전 및 경쟁력 향상에도 기여할 것”이라고 말했다.

그는 이어 “공중부양장치는 유사 우주환경을 만들어 우주환경에서 일어날 수 있는 상황을 사전에 실험할 수 있다”며 “따라서 천문학적 비용이 소요될 생물, 물리, 화학, 재료, 기계 등의 우주실험을 효과적으로 수행하는 데 밑거름이 될 것으로 기대된다”고 덧붙였다.

연합뉴스