전북대 문세연 교수 연구팀 / 우주항공분야 등 활용 기대
전북대는 고온플라즈마응용연구센터 문세연 교수팀이 2000도 이상의 고온에서도 안정적으로 견딜 수 있는 초고온 세라믹 코팅기술을 개발했다고 13일 밝혔다.
연구팀에 따르면 초고온 세라믹은 고온 환경에서 열이나 기계적으로 안정적인 재료로 실리콘카바이드(SiC), 하프늄카바이드(HfC) 등이 이에 속한다. 그러나 초고온 세라믹 코팅에 이용되는 기존 물리적 타일 부착과 화학기상증착 방법의 경우 공정이 매우 복잡하고, 고비용·저효율이라는 단점이 있다.
문 교수팀은 이같은 문제점을 극복하기 위해 고온의 플라즈마 화염에 하프늄카바이드 분말을 직접 투입해 용융·분사시키는 ‘진공 플라즈마 용사코팅’ 방법을 활용, 탄소 복합재에 수백 마이크로미터 두께의 균일한 하프늄카바이드 보호층을 코팅하는 기술을 개발했다. 이같은 기법으로 코팅된 하프늄카바이드층은 실험 결과 2000도 이상의 고온환경에서 하부의 탄소복합재를 완벽하게 보호하며 안정성을 입증했다고 연구진은 밝혔다.
연구팀은 이 기술이 고온환경에서 내열이 요구되는 우주선 등 우주항공 분야와 발전소 터빈 블레이드, 원자로 내벽, 자동차, 산업기계 분야에 널리 활용될 것으로 기대하고 있다.
문 교수팀의 연구 결과는 세라믹 분야 세계 최고 수준의 저널인 ‘유럽 세라믹학회지(Journal of European Ceramic Society)’ 온라인판에 실렸다.
이번 연구는 대양산업과 공동으로 진행됐으며, 미래창조과학부의 핵융합연구개발사업과 우주기술개발사업의 지원을 받았다.
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