나노 세라믹입자 분산 알루미늄 합금기 복합재료의 미세조직 및 변형거동 평가

초록

최근 고효율-고연비 자동차 엔진 개발의 필요성이 증대되고 있음에 따라 높은 고온강도를 가지는 경량 단조 구조재의 개발 필요성이 증대되고 있다. 이에 따라 동양피스톤은 알루미늄 합금기지와 나노사이즈 세라믹 강화상으로 구성된 새로운 복합재료를 개발 중에 있다. 이와 같은 새로운 복합재료는 통상의 알루미늄 합금 재료와는 상이한 미세조직 및 고온 소성변형 거동을 나타낼 것이므로, 이를 재료학적으로 실험하고 평가하는 연구가 필요한 실정이다. 이와 같은 연구는 새로운 복합재료의 단조품이 고성능 자동차 엔진용 구조재로 적용될 수 있는 기초기반을 마련하는 것이므로, 선행적이고 필수적으로 이루어져야한다. 하지만 동양피스톤은 복합재료의 미세조직 및 고온 소성변형 거동에 대해 연구할 수 있는 장비 및 기술을 갖추지 못하여 복합재료를 활용한 단조 구조재의 개발에 애로사항이 있다. 이에 인하대학교 I-GPS 소속 ‘인하피스’ 팀에서 동양피스톤으로부터 함침법으로 제조된 복합재료를 제공받아 단조용 소재로써 적용하기 위한 기초 연구를 실시하였다. 주사전자현미경 및 투과전자현미경을 이용하여 미세조직을 관찰하였으며, 다양한 변 형조건에서 고온 압축 시험을 실시하여 고온 소성변형거동을 조사하고 평가하였다. 또한 이 과정에서 동양피스톤 현장 방문 및 담당 연구원과의 지속적인 교류를 행하였다. 동양피스톤은 미세조직 및 변형거동 평가 등, 본 과제의 성과를 바탕으로 향후 새로운 복합재료를 활용한 단조 구조재 개발을 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 기대된다.