기계/재료

최초 무인 클러스터 스마트 유닛 발표

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중국전자과기그룹(CECT)은 세계 최초의 무인 클러스터 시스템에 사용하는 스마트 유닛을 발표했다. 해당 제품은 비행제어, 임무 계획, 스마트 의사결정, 동적 네트워킹 등 4대 기능을 보유하며 인공지능으로 무인 시스템에 두뇌를 장착했다. 현대의 지능 무인 클러스터는 "네트워크 + 노드"의 작업 모드를 기반으로 집중된 것을 분산시키고 분산된 것을 집중시키는 우위 특성을 발휘할 수 있고 전자기, 광학, 음향 등 센서를 탑재할 수 있으며 분포식 모니터링, 검색, 추적, 안내 등 기능을 수행하여 자연재해 관리, 토지자원 관리, 생태환경 보호 및 비상 대응 등 분야에 응용할 수 있다. 무인 클러스터 스마트 유닛은 기존 드론의 비행제어 시스템과 관측제어 통신 시스템 통합과 클러스터 스마트 알고리즘과 동적 네트워킹 프로토콜 및 해당 처리 칩을 기반으로 드론 클러스터에 비행 제어, 임무 계획, 스마트 의사결정 및 동적 네트워킹 기능을 제공한다. 해당 제품은 이미 일부 드론 클러스터 시스템에 장착되어 기존 드론이 "소뇌"만 있고 "두뇌"가 없으며 관측 제어만 있고 네트워킹이 안 되는 현황을 개선시킬 예정이며 무인 플랫폼이 지능화, 네트워크화로 나아가는 중요한 이정표이다. CECT는 선진적인 무인 클러스터 스마트 유닛 기술에 기반하여 줄곧 고정익 드론 클러스터 비행의 세계 기록 보유자이다. 2016년 10월, 2017년 5월, 2017년 11월에 각각 67대, 119대, 200대의 고정익 드론 클러스터 비행시험을 수행했다. 2019년 10월 20일, CECT는 차세대 "CVIS 지능형교통인프라시스템에 기반한 전면 교통 서비스 시스템"을 발표했다. 해당 시스템은 교통관리자, 통행인, 교통장비 제조업체, 교통 정보 서비스 업체 등 모든 교통 참여자를 연결시킬 수 있다. 소프트웨어 업그레이드를 통해 도시 교통 시스템 효율과 기능을 향상시키고 교통정보 서비스, 자동운전 서비스, 교통운영 평가 및 교통장비 운영관리 서비스 등 기능을 모듈화하며 독립적으로 존재할 수 있을 뿐만 아니라 증익 조합도 가능하다. 아울러 대중 출행 관련 교통 지표, 표시선, 신호등 및 교통 서비스 정보 등 모든 교통 신호를 인터넷화하여 차량 단말기에 통합함으로써 또렷하고 전면적인 수신을 제공한다. 또한, 레이더와 비디오 결합을 통하여 임베디드 딥러닝 알고리즘을 도로 교통사고 예방에 응용했다. 순수 비디오 장비와 비교할 경우 해당 제품은 검측 범위가 더 멀고 검측 목표가 더 정확하며 다차원의 감지 정보를 제공하고 환경 적응성이 더 강하며 급커브 경보, 주요 갈림길 사각지대의 자동차-비동력차-행인 경고, 보행자 경고, 트럭 우회전 사각지대 경보 등 분야에서 중요한 역할을 한다. 또한 CECT는 사물인터넷 인프라 개방 시스템 톱레벨 디자인 백서, 당정군의 자체 보안 산업을 위한 공공 클라우드, "청쉰(橙讯)"보안 인스턴트 메시지 및 모빌 오피스 솔루션 등 과학기술 성과도 발표했다.

저장대학, 새로운 가소성 탄산칼슘 제조방법 개발

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저장(浙江)대학 화학학부 탕루이캉(唐睿康) 연구팀은 탄산칼슘을 플라스틱처럼 금형의 모양에 따라 성형할 수 있는 강가소성 탄산칼슘 제조방법을 개발했다. 해당 방법으로 제조된 재료는 구조 연속성과 완전 치밀성의 특성을 보유하기에 산업 및 생물학적 복구, 3D 인쇄 등 분야에서 광범위한 응용 전망이 있다. 해당 성과는 "Nature"에 게재되었다. 속칭 석회석으로 불리는 탄산칼슘은 다양한 암석에 존재하며 주요 건축자재로서 동물 뼈와 조개껍질의 주요성분이다. 고품질의 탄산칼슘 단결정은 천문용 태양흑점 측정기, 마이크로 거리 측정기를 제조하는 주요 재료이다. 기존에 실험실, 산업분야에서 인공탄산칼슘을 제조할 경우 종종 미크론 크기의 백색분말 획득만 가능하고 벌크 재료 형성이 아주 어렵다. 연구팀은 획기적으로 "무기이온 올리고머 및 그 중합반응"의 개념을 제안함과 아울러 유기중합 방법을 전통적인 무기재료 제조에 적용하여 다양한 형태의 벌크 탄산칼슘 모놀리스 뿐만 아니라 단결정도 제조하였으며 플라스틱과 같은 방법으로 응집성장을 진행했다. 기존의 재료 제조는 조각품 가공처럼 큰 돌을 깎아서 모양을 만들었지만 해당 기술은 주형에 재료를 부어서 성형하는 방식이다. 해당 기술로 제조된 탄산칼슘의 경도와 역학적 성능은 재료의 이상적인 상태에 가깝고 아울러 유동성을 구비하여 콜로이드를 만들 수 있다. 이는 경도와 취성이 높은 탄산칼슘과 같은 무기광물질도 상이한 설계에 따라 다양한 성상을 나타낼 수 있고 전통 무기재료의 가공성 부족의 단점을 극복할 수 있음을 의미한다. 연구팀은 실험에서 가소성 탄산칼슘을 이용하여 방해석 손상을 성공적으로 복구했다. 광학 프리즘 재료인 방해석은 결정체의 표면이 쉽게 손상된다. 아주 작은 홈도 관측 정확도에 영향을 미치는데 복구가 어려워 긁히기만 하면 폐기된다. 연구팀은 실험에서 탄산칼슘 올리고머를 손상된 방해석 결정체에 발라 원래의 단결정과 완전히 일치한 구조를 얻었다. 유사한 방법으로 많은 광물질 재료의 구조 복구를 달성할 수 있다. 아울러 3D 인쇄분야에서 기존에는 유기물질 "인쇄"만 가능했지만 이온성 올리고머의 원리에 따라 무기물질도 "인쇄" 가능하다. 향후 돌도 진정한 3D 인쇄를 달성할 수 있다.

첫 중국산 크루즈선 건조 개시

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최근 중국선박공업그룹유한회사(CSSC) 산하 상하이와이가오차오(外高桥)조선유한회사(SWS)가 본격적인 강판 절단 시동 점화와 함께 첫 중국산 대형 크루즈선의 실질적 건조단계에 돌입했다. 총톤수가 약 13.55만 t이고 최대 5,246명까지 탑승 가능한 대형 크루즈선은 2023년 하반년에 인도·운영될 예정이다. 동 크루즈선의 건조 개시는 중국 선박산업이 대형 크루즈선 건조 새 시대에 본격 진입했음을 의미한다. "조선업 왕관의 명주"인 대형 크루즈선 설계, 건조는 국가 종합과학기술 수준 및 제조실력을 직접적으로 반영한다. 현재 중국 유일의 설계·건조 무실적 첨단기술 선박제품이 바로 대형 크루즈선이다. 전통적인 3대 주류 선박유형에 비해 대형 크루즈선은 설계이념, 건조공법, 운영관리 등 면에서 큰 차이가 있다. 특히 설계 규범화 표준이 기타 선박제품에 비해 훨씬 높다. CSSC는 국제협력, 소화흡수·재혁신의 개발경로를 선택했다. 동 크루즈선의 세부 설계작업은 CSSC크루즈과기개발유한회사(CCTD) 산하 CSSC핀칸티에리(Fincantieri)크루즈산업개발유한회사가 담당했는데 이탈리아 핀칸티에리로부터 인입한 설계도면 및 건조관리 파일만 15만 쪽, 약 2.1t에 달한다. 그리고 전체 선박은 2,500만 개 부품으로 구성된다. 이외에, SWS조선소는 세계 최신 3D설계소프트웨어를 도입함과 아울러 많은 설계인재와 IT 보조 인력을 투입해 소프트웨어 2차 개발을 지속적으로 추진함으로써 대형 크루즈선 모델링의 요구를 충족시켰다. 이외 건조관리 면에서 대형 크루즈선의 2,500만 개 부품에 대한 설계에서 조달, 생산제조, 성능시험, 인도까지의 전시간대 추적을 실현할 수 있을 뿐더러 디지털화 방식을 통해 과학적이고 고효율적인 생산건조를 달성할 수 있다.

단일층 강자성 재료 GdAg2에서 바일노달라인 발견

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스핀트로닉스 소자의 개발은 자성 재료 개발에 어느 정도 의존한다. 2017년에 최초로 실험을 통하여 2차원 강자성 재료를 획득하여 해당 분야의 연구 붐을 일으켰지만, 위상성 2차원 강자성 재료의 획득은 여전히 큰 어려움에 직면해 있다. 중국과학원 물리연구소 베이징응집물질물리학 국가연구센터, 베이징이공대학 및 일본 히로시마대학 공동연구팀은 싱크로트론 복사 각분해 광자방출 분광법과 이론적 계산을 결합하여 단일 원자층의 강자성 재료 GdAg2 (Tc≈85 K)에서 스핀 편극 바일노달라인 (Weyl nodal line)을 발견했다. 심층 분석 결과, 해당 바일노달라인은 결정체 대칭성의 보호를 받기 때문에 양호한 안정성을 보유함을 발견했다. 또한, 단층 GdAg2 중 일부 바일노달라인은 자화방향이 다름에 따라 에너지 갭을 선택적으로 개방한다. 해당 연구는 2차원 강자성 재료가 나노마이크로전자 소자에서의 응용을 위한 중요한 기반을 마련했다.

하이엔트로피 합금이 강도 및 소성을 동시에 보유한 원인 규명

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최근, 저장(浙江)대학 재료과학·공학학원 위쳰(餘倩) 연구팀은 미국조지아공과대학교(Georgia Institute of Technology) Ting Zhu 교수, 캘리포니아대학교버클리캠퍼스(University of California, Berkeley) Robert. Ritchie 교수 등과 공동으로 하이엔트로피 합금(High-entropy alloys)의 원소 분포 해석 연구를 기반으로 하이엔트로피 합금에서 격자가 역학적 성능을 조절하는 특수한 메커니즘을 규명함으로써 복잡한 성분 합금의 강성 메커니즘을 이해하는데 중요한 이론적 의미가 있다. 해당 성과는 "Nature"에 게재됐다. 원소 주성분과 미량성분이 뚜렷한 전통적인 합금과는 달리 하이엔트로피 합금은 5종 및 그 이상의 함량이 비슷한 금속으로 구성됐다. 따라서 결정구조가 또렷하지만 원소 분포가 무질서하며 고강도 및 높은 소성을 동시에 보유하고 있다. 하지만 기존에 다양한 원소를 미시적 규모에서 어떻게 혼합해야 성능 우위를 형성할 수 있는 지에 대하여 파악하지 못했다. 재료의 원자 규모에서의 원소 분포 특성 연구를 통해 연구팀은 하이엔트로피 합금 중 다양한 원소의 농도는 변화를 일으키면서 구릉 모양의 농도 파동(Concentration wave)을 형성하며 전통적인 금속에서와 같이 평활하지 않음을 발견했다. 전통적인 계면 조절 및 클러스터 등 정밀 구조 조절에 비하여 하이엔트로피 합금 중 독특한 농도 파동 조절은 매우 정밀함과 아울러 연속성을 보유하고 있으며 또한 제어가능 및 고효율적인 재료 강인화 방법이다. 해당 "구릉"이 바로 격자 규모에서의 전위 이동 조절 본질이다. 연구팀은 합금 중의 망간 원소를 더욱 무거운 팔라듐 원소로 대체한 결과, 마치 "구릉의 해발고가 대폭 높아진" 것과도 같이 농도 파동이 여러 배 증가됨을 발견했다. 고배율 전자현미경으로 관찰한 결과, 가닥가닥의 전위 라인(Dislocation line)은 파도처럼 보이지만 일반적인 재료에서 고정된 슬립밴드(Slip band)에 따라 직선형으로 뻗은 것과 달리 울퉁불퉁하게 뻗어 있었다. 연구팀은 전위가 초기의 결정면에 따라 이동하지 않고 다른 결정면에 따라 이동하는 현상을 "교차 슬립(Cross-slip)"이라고 명명했다. 실험 결과, 대량의 "교차 슬립" 작용은 합금이 더욱 뛰어난 균일 변형 능력 및 강도를 보유하게 한다. 이로써 전통적인 금속 재료의 소성을 증가시킬 수 있는 새 메커니즘을 발견했다. 해당 성과는 향후 항공, 남극/북극 등 환경에서 사용할 수 있는 온도 요구가 높은 재료 제조 및 충돌방지 분야에 응용될 전망이다.

"커쉐호", 국가자연과학기금위원회 2019년 서태평양 과학고찰 공유 항해 수행

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중국 차세대 원양종합과학탐사선 "커쉐호(科學號)"는 국가자연과학기금위원회 2019년 서태평양 과학고찰 공유 항차를 위해 산둥(山東) 칭다오시(青島市)의 중국과학원 해양연구소 서해안단지 부두에서 출항했다. 중국과학원 해양연구소, 음향학연구소, 중국난하이해양연구소, 심해과학·공정연구소, 광저우(廣州)지구화학연구소 및 중국해양대학, 샤먼(廈門)대학, 화둥(華東)사범대학, 산둥(山東)대학, 중산(中山)대학, 허하이(河海)대학, 톈진(天津)과기대 등 12개 과학연구소 및 대학교의 44명 과학자가 참여한 이번 과학고찰에는 해양물리, 해양생물, 해양화학, 해양지질 등 학과 분야의 40개 항목 국가자연과학기금 프로젝트가 포함된다. 이번 과학고찰은 80일 동안 수행할 예정이다. 이번 서태평양 과학고찰은 최초로 서쪽 경계영역에서 중태평양으로 확장했으며 주요 연구 목표는 서태평양 환류와 웜풀(Warm pool) 지역의 멀티스케일 변화 규칙 및 환경효과 연구이다. 또한 최근년래 성공적으로 구축한 서태평양 실시간 과학 관측망의 20여 개 수중/수면 부표에 대하여 업그레이드 및 유지보수함과 아울러 CTD/LADCP, 난류 탐사기, 생물 채집망, 박스형 채니기, 비디오 그래브버킷 등을 이용한 대규모 관측 및 항해 과정에서의 해류/기상 관측을 수행한다. 서태평양은 중국이 근해에서 대양으로 진입하는 과정에서 반드시 거쳐야 할 해양이며 세계 최대 웜풀, 최대 강도 열대 대류, 최대량 수증기 함량, 가장 풍부한 대륙주변부 물질 진입, 가장 높은 해양생물 다양성, 최대 규모 판 섭입(Plate subduction), 최대 깊이 해구 및 가장 완전한 해구-호상열도-후열도 분지 화산 시스템, 매우 활발한 해저 열수 및 냉천(Cold spring) 활동 등을 보유하고 있기에 지구시스템 과학 및 관련 자원환경 연구를 수행하는 이상적인 해양이다.

새로운 영구자석 모터 개발로 신에너지차 성능 대폭 향상

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징진바이쓰터(精進百思特)전동[상하이유한회사(이하 징진전동으로 약칭)가 개발한 신에너지차용 고성능 영구자석 모터가 지리자동차(吉利汽車), 중퉁객차(中通客車) 등 중국 유명 자동차 제조 기업의 전기자동차의 출시에 따라 설치량이 7만 대를 초과했다. 출력밀도가 4.2~5.3kW/kg인 1세대 원형 꼬임선 코일 모터에서 출력밀도가 6.3kW/kg인 2세대 평각 동선 코일 모터에 이르기까지 영구자석 모터 제품 및 프로토타입의 지표는 유럽, 미국, 일본, 한국 등 주요 자동차 모터 제조업체의 제품 수준에 도달했거나 초과했다. 지난 2년 동안 징진전동 등 17개 업체는 공동으로 해당 제품의 핵심 기술을 파악함으로써 첨단 희토류 영구자성체의 중희토(Heavy rare earth) 사용량을 약 50% 줄이고 절연재료의 장기적인 온도내성을 200℃를 초과시켜 원형 마그넷 와이어(Magnet wire)의 코로나 내성 수명을 여러 배 이상 향상시켰으며 바니시 클로스(Varnished cloth) 플랫 와이어(Flat wire)의 코로나 내성 수명을 90시간 이상에 도달시켰다. 뿐만 아니라 기존에 수입에 의존하던 원재료, 핵심 부품 및 소자 등은 자체 개발 및 생산을 구현했으며 부분 재료의 사용 수명은 배로 향상됐지만 원가는 60%로 절감됐다. 2019년 6월 30일까지 1세대 원형 꼬임선 코일 모터를 설치한 승용차는 누계로 6.8만 대, 상용차는 누계로 약 4,000대에 달한다. 신에너지차에서 전기구동의 핵심 부품은 모터 시스템이다. 고속/고효율/고신뢰성 모터는 신에너지 전기자동차의 에너지 소모를 감소시키고 수명을 연장시킬 수 있다. 모터의 전류는 코일을 통해 전도되기에 코일 사이 및 코일과 철심 사이를 절연시켜야 하며 저항 및 절연 신뢰도는 모터 코일에 대한 기본 요구이다. 21세기 초, 유명한 모터 전문가 차이웨이(蔡蔚)는 "머리핀 구조 코일" 모터를 개발하여 제너럴모터스(General Motors Corporation) 쉐보레(Chevrolet) Tahoe 하이브리드 자동차에 응용했는데 이는 "머리핀 구조 코일" 모터가 자동차 전기구동 분야에서 응용된 세계 최초의 사례이다. 2017년, 차이웨이는 징진전동 등 업체와 공동으로 출력밀도가 4.2kW/kg인 1세대 원형 꼬임선 코일 모터를 개발하여 규모화 생산 및 차량에서의 응용을 구현했다. 동시에 2세대 평각 동선 코일 모터도 프로토타입 제조 및 성능 테스트를 완료하고 테스트 인증 단계에 들어섰다. 연구팀은 교묘한 설계를 통해 다중 병렬 분기회로 파형 코일 배치 토폴로지 문제를 해결했고 냉각 및 용접 파라미터를 조절했으며 얇은 플랫 와이어 모터 코일 제조 어려움을 극복했고 모터 극수 및 회전속도를 향상시켰다. 뿐만 아니라 모터의 체적을 감소시키고 구리선, 규소강판 등 재료 사용량을 줄였으며 단위 출력 소모품을 감소시키고 가격대성능비를 향상시켰다. 이를 기반으로 3세대 연가 도체 코일 모터 개발도 이미 가동했다. 신에너지차 전기구동에서 영구자석 모터가 차지하는 비율은 약 90%이다. 영구자성체에 디스프로슘, 터븀 등 중희토를 첨가하면 잔자성을 보존할 수 있을 뿐만 아니라 보자력을 향상시킬 수 있다. 하지만 희토류 광물에 중희토의 저장량이 비교적 적다. 신에너지 전기자동차의 보급 및 희토류 영구자석 모터의 대규모 생산과 함께 중희토는 자원부족 문제에 직면하게 된다. 부분 선진국은 이미 중희토 함량이 낮은 영구자성체를 모터 제품에 사용하고 있다. 차이웨이는 옌타이(煙臺)서우강(首鋼)재료주식유한회사와 공동으로 도핑기술 및 격자 세밀화 기술을 개발하여 중희토 사용량을 최대로 50% 감소시켰다. 뿐만 아니라 결정입도 세밀화 및 미세구조 일치성 공법을 이용하여 35EH 자성체 규모화 생산에 수요되는 디스프로슘 함량을7wt%~8wt%에서 5wt%로 감소시킴으로써 중희토 사용량을 20%이상 절감시켰다. 동시에 미세분말 공법 및 확산 공법을 결합하여 42EH 자성체의 터븀 함량을 8wt%에서 4.5wt%로 감소시킴으로써 중희토 사용량을 40%~50% 절감시켰다. 신에너지차의 핵심인 구동모터에는 많은 마그넷 와이어가 있다. 마그넷 와이어와 절연재료가 모터 작동 과정의 고전압, 고온, 고전압 변화율에 견디지 못할 경우 고장이 발생해 모터 사용 수명을 감소시킨다. 차이웨이는 쑤저우(蘇州)쥐펑(巨峰)절연재료유한회사(이하 쥐펑으로 약칭)와 공동으로 나노입자와 바니시 클로스 와이어용 바니시 수지 복합 기술을 이용하여 나노입자가 바니시 클로스 와이어용 바니시 수지에서 분산되기 어려운 기술 문제를 해결하여 균일 분산된 나노 분산액을 제조함으로써 코로나 내성바니시 클로스 와이어용 바니시 수지 제조에 성공했다. 쥐펑이 개발한 코로나 내성 폴리에스터이미드 함침 수지는 200℃를 초과하는 온도에서 장기적으로 사용할 수 있다. 해당 함침 수지를 이용하여 개발한 코로나 내성 바니시 클로스 플랫 와이어의 코로나 내성 실험 수명은 90시간을 초과한다. 코로나 내성 바니시 클로스 원형 와이어의 코로나 내성 수명이 100시간을 초과할 경우 국제표준 요구의 10배 이상에 도달한다.

우한 양쓰항 창장대교 본격 개통

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2019년 10월 8일, 우한(武漢) 양쓰항 창장대교(楊泗港長江大橋)가 본격적으로 개통됐다. 전체 길이가 4.13 km인 양쓰항 창장대교는 창강의 첫 2층식 도로 대교로서 한양(漢陽)-우창(武昌) 양안을 연결한다. 양쓰항 창장대교가 위치하고 있는 주변의 8.2 km 범위에는 우한 창장대교, 잉우저우대교(鸚鵡洲大橋), 양쓰항대교, 바이사저우대교(白沙洲大橋) 등 4개 대교가 있다. 항행 및 교통량 등 요인을 고려하여 양쓰항 창장대교의 주경간을 1,700 m로 설계했는데 경간 길이는 세계 2위이며 세계 최장 2층식 교량 구조이다. 양쓰항 창장대교에는 자동차 도로, 무동력 차량 도로, 보행 관광 보도 등이 설치돼 있기에 창장의 대교에서 기능이 가장 완벽한 교량이다. 뿐만 아니라 새로운 구조 설계, 건축 신소재, 새로운 사용 기능 및 새로운 건설 기술 등 4대 특성을 보유하고 있으며 구축 과정에서 여러 항목의 기록을 경신했다. 양쓰항 창장대교는 2층식 교면 설계를 적용함으로써 교량 자체 기능 요구를 만족시킴과 아울러 도시 계획 및 도로 적합성을 충분히 고려했다. 주교량(Main bridge) 스틸트러스 보강 거더는 중국 대경간 교량에서 최초로 전체 용접 구조를 적용했다. 뿐만 아니라 메인 케이블(Main cables)은 중국 내 교량 강선(Steel wire) 재료에서 등급이 가장 높은, 표준 인장강도가 1,960 MPa인 고강도 강선을 사용했으며 주탑 우물통 기초 잠함 과정에서 최초로 매우 두꺼운 점도층 조건에서의 거대 우물통 기초 잠함 신기술을 사용했다. 양쓰항 창장대교는 2015년 7월에 착공했다. 양쓰항 창장대교 구축 과정에서 168일 동안에 무게가 12.3만 t에 달하는 거대 우물통 기초를 잠함했고 300일 동안에 높이가 241.2 m에 달하는 탑기둥 시공을 완료했으며 82일 동안에 메인 케이블의 271가닥 케이블 설치를 완료했고 36일 동안에 49개 "1,000 t급" 철골보 설치를 완료했다. 뿐만 아니라 양쓰항 창장대교 건설 과정에서 57만 m3의 토양을 굴착했고 콘크리트 92만 m3, 철근 5.4만 t, 메인 케이블의 고강도 강선 3.3만 t, 강재 7.2만 t을 사용했다.

중국이 자체로 개발한 첫 F급 50 MW 중형 가스터빈 운전

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2019년 9월 27일, 시안(西安)교통대학 왕톄쥔(王鐵軍) 연구팀이 참여해 개발한 중국 첫 F급 50 MW 중형 가스터빈 전체 장치 점화 테스트-둥팡전기(東方電氣)그룹 둥팡가스터빈유한회사 가스터빈 테스트 베드가 본격 가동됐다. 중형 가스터빈의 8개 연소 실린더는 동시에 점화/연소됨과 아울러 안정하게 운전됐다. 이는 중국이 중형 가스터빈을 자체로 개발하여 제조할 수 있는 기술을 파악했음을 의미한다. 연구팀은 기초이론 연구를 기업 실천에 융합시켜 첨단 중형 가스터빈 고온 블레이드의 냉각 설계, 방향성 결정 성장, 열차폐 코팅층 제조, 정밀가공 등 핵심 기술을 파악하고 고온 블레이드 종합 냉각효과 실험 시스템을 구축함으로써 중형 가스터빈 고온 블레이드 제조 및 실험 검증 능력을 기본적으로 형성했다. 뿐만 아니라 첨단 중형 가스터빈 조합로터 설계이론을 체계적으로 구축했고 중형 가스터빈 3급 터빈 극간 결합 테스트 베드, 풀사이즈(Full size) 베어링 테스트 베드 등 일련의 중대 테스트 시스템을 구축했으며 중형 가스터빈 조합로터 제조 및 실험 검증 능력을 기본적으로 형성했다. 연구팀은 또한 중국 첫 가스터빈 제조 관련 일련의 전문 저서를 출간했다.

둥베이대학, 고인성 경량화 자동차강 신기술 개발

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최근 둥베이대학 압연기술·연속압연자동화 국가중점실험실 이훙량(易红亮) 연구팀은 이론·기술적 문제를 전부 해결한 자동차강 고인성 Al-Si 코팅 신기술을 자체적으로 개발해 인성을 20%~30% 향상시키는 성과를 거두어 자동차 경량화 발전에 중대한 기여를 하였다. 기존의 Al-Si 코팅 자동차강판은 금형 보호, 부품 치수 정밀도, 내식성 등 면에서 우수한 성능을 보이지만 인성 부족 결함이 매우 심각하다. 인성 부족은 자동차 충돌 안전재의 고장균열을 직접적으로 초래한다. 인성 부족 문제의 해결은 자동차 도어의 안전빔, 범퍼(bumper), B 필러(pillar) 등 안전구조재의 안전성을 더한층 강화시킬 수 있는 핵심이다. 연구팀은 Al-Si 코팅 강판의 오스테나이트(austenite) 가열 과정에서 22MnB5 기초소재 및 확산층 계면 부근에 대량 탄소 축적이 발생하며 또한 냉각 과정에서 고탄소 마텐자이트(martensite)가 형성됨을 발견하였다. 이렇게 형성된 고탄소 마텐자이트층의 매우 낮은 인성이 Al-Si 코팅 제품의 인성을 뚜렷이 감소시킨다. 상기 이론 발견에 기반해 연구팀은 코팅층 및 기초소재 합금 성분을 변화시키지 않는 조건에서 "코팅층 두께 감소" 및 "가열공법 최적화"를 동시에 구현해 Al-Si 코팅 제품의 인성을 크게 향상시킴으로써 굽힘 균열 변형을 대폭 개선했을 뿐만 아니라 지연균열 위험도 대폭 낮추었다. 해당 신기술 개발에 힘입어 산업계는 관련 이론을 실용기술로 신속히 전환시킴과 아울러 고인성 Al-Si 코팅 핫스탬핑강 제품의 대량 산업화 시제작을 달성했다. 해당 신소재의 강도는 기존 재료와 동일한 수준에 도달하면서 인성을 높일 수 있어 자동차 부품 안전성능 향상에 일조할 전망이다. 이론적 혁신으로 자체 지식재산권을 창출한 해당 기술은 중국 발명특허를 획득하였고 현재 국제특허 출원 중이다. 동 기술의 산업화는 세계 300만 t(중국이 약 100만 t 차지) 이상 규모의 시장에 중요한 영향을 미칠 전망이다.