베이징 대학의 세라믹 소재 연구는 “세계 최초”_금속_과학연구_가소성

이 신문(허루이 기자) 베이징 대학들로 구성된 과학 연구팀은 도자기가 금속과 같은 인장 가소성을 갖도록 '전위를 빌려주는' 아이디어를 개척해, 세라믹이 인장 가소성을 갖는다는 사실을 세계 최초로 실현했다. 실온 인장 가소성. 이번 연구 결과는 국제학술지 사이언스(Science) 최근호에 게재됐다.

최근 베이징 과학 기술대학교 신금속 재료 국가 핵심 연구소와 베이징 기술대학교 재료 과학 및 공학부가 공동으로 이 중요한 과학 연구 성과를 발표했습니다. 연구팀에 따르면 세라믹 소재는 내열성, 내식성 등 우수한 특성으로 인해 다양한 첨단 기술 분야 발전의 핵심 소재가 됐다. 그러나 세라믹은 금속처럼 소성변형이 어렵기 때문에 재료의 추가 개발과 적용이 심각하게 제한됩니다. 베이징 과학 기술 대학 신금속 재료 국가 핵심 연구소 연구원인 Chen Kexin은 매우 강한 이온 또는 공유 결합 특성으로 인해 세라믹 재료 내부의 전위 핵 생성 에너지가 매우 높다고 설명했습니다. 이는 세라믹 재료가 전위가 발생하고 소성 변형이 발생하기 전에 파손되는 경우가 많다는 것을 의미합니다.

이런 점에서 과학 연구팀은 '전위 차입'이라는 아이디어를 개척했습니다. 즉, 금속의 전위를 세라믹에 '대여'하면 세라믹도 금속만큼 플라스틱이 될 수 있다는 것입니다. 따라서 금속과 세라믹 사이의 정돈된 결합 계면을 설계했으며, 이는 화학적 결합을 통해 계면의 결합 강도를 효과적으로 향상시켜 계면이 깨지지 않도록 보장했습니다. 또한 이 정렬된 인터페이스는 금속 및 세라믹 결정 평면의 연속성을 보장하여 금속 전위가 세라믹 내부로 쉽게 "빌려"질 수 있도록 합니다.

반복 테스트를 통해 이 전략을 통해 세라믹의 인장 변형률은 39.9%에 달할 수 있고 강도는 약 2300Mpa(메가파스칼)에 달하는 것으로 나타났습니다. 이는 '세라믹은 인장 가소성을 가질 수 없다'는 전통적인 이해를 깨뜨린 것입니다. 이 성과는 우리나라가 세라믹 재료 분야에서 중요한 과학적 연구 진전을 이뤘음을 의미하며 세라믹 재료의 미래 응용 가능성을 더 많이 제공합니다. 현재 이 과학 연구 프로젝트는 중국 국립자연과학재단의 핵심 프로젝트의 지원을 받고 있습니다.