리서치 하이라이트

나노 입자 탄질화물을 이용한 고온에서의 크리프 저항성 강화

Nature 424, 6946

대부분의 재료들은 지속적인 저 응력 부하(low stress loading) 아래에 장기간 노출되면, 높은 온도에 의한 영구적인 변형인 크리프(creep)가 생성된다. 재료 및 합금에 미세한 입자를 혼합하는 분산 강화(dispersion strengthening)는 고온에서 크리프 형성을 방지하는데 쓰이는 방법이다. 쓰쿠바에 있는 일본 NIMS(National Institute for Materials Science)에 근무하는 한 연구팀은 고온에서 응용하는 과정에서 발생하는 크리프 형성에 좀더 저항성을 가지게 하기 위해서 마르텐사이틱 스테인레스강(martensitic stainless steel)에 나노미터 크기의 탄질화물 입자(carbonitride particle)을 결합시키는 새로운 분산 강화 기법을 개발하였다. ‘나노 입자 처리’ 스테인레스 강의 크리프 저항성 강화는 입계 막힘 메커니즘(grain boundary pinning mechanism)에 의해서 이루어지며, 약 650도에서 시간에 따른 파열 강도가 기존에 사용되던 크리프 내성 스테인레스 강 제작기법 보다 2배 정도 더 강한 것으로 나타났다. 게다가 크리프 내성 스테인레스 강을 대량으로 제작할 경우 훨씬 더 저렴하다는 결론이 얻어졌다.