| 고강도 고인성 변형 분포 강철 연구 성과 발표 | ||
|
||
 홍콩대학교 기계공학과의 황밍신(黄明欣) 연구팀은 중국파열중성자원(Chinese Spallation Neutron Source, CSNS)을 사용하여 고강도, 고인성 변형 분포 강철(D&P 강철) 연구에서 중대한 성과를 달성했다. 해당 성과는 "Making ultrastrong steel tough by grain-boundary delamination"라는 제목으로 "Science"에 온라인으로 게재되었다. 해당 논문은 "Science"에 발표된 첫 번째 CSNS 사용자의 실험성과이다. 양호한 성능을 보유한 저비용 합금 재료는 자동차, 항공 등 산업 발전의 기반이다. 그러나 재료의 강도(지지력)와 파괴인성(내파괴성)을 동시에 달성하기 어렵다. 연구팀은 CSNS 범용 분말 회절기(GPPD) 연구팀과 협력하여 일련의 샘플에 대해 체계적인 특성화 및 연구를 수행했다. 중성자 회절을 연구 수단으로 준안정 오스테나이트(Metastable austenite) 및 전위(Dislocation)가 저비용 D&P 강철 단열에서 수행하는 역할을 연구했다. 중성자 회절은 높은 침투력, 높은 해상도 및 무손상의 장점을 보유하기에 텍스처(Texture) 등 복잡한 재료의 조직 구조적 특성을 분석하는데 사용할 수 있다. 연구팀은 GPPD팀의 지원 하에 중성자 회절 스펙트럼을 통해 저비용 D&P 강철의 위상 부피 분율(phase volume fraction) 및 전위 밀도 등 중요한 미시적 매개변수 정보를 효과적으로 획득했다(그림 1). 그림 1: 초강도 강철의 중성자 회절 스펙트럼, CSPD의 GPPD 획득 연구팀은 GPPD 데이터 등을 바탕으로 창조적으로 높은 항복 강도 유발 입계 균열 및 강인화의 새로운 메커니즘을 제안하여 강도를 높이면 재료의 파괴 인성이 감소된다는 기존의 인식을 뒤엎었다. 또한, 해당 메커니즘에 근거하여 매우 높은 항복 강도(~ 2GPa), 우수한 인성(102MPa·m1/2) 및 양호한 연성과 전성(19%의 균일 연신율)을 보유한 저비용 D&P 강철을 획득했다(그림 2). 그림 2: (A) 3차원 그래픽 모델, 샘플 로딩 방향과 D&P 강철 조직 구조 간의 관계 설명. (B) 엔지니어링 응력-변형 곡선. (C) J-적분 저항 곡선. D&P 강철의 결정상은 큰 왜곡, 결함, 선호도 등이 존재하며 중성자 회절 데이터에 대한 요구가 높다. GPPD의 높은 해상도와 양호한 회절 피크형은 연구에 필요한 데이터 품질을 보장한다. 아울러, GPPD는 선호도 등 요인이 데이터 분석에 미치는 영향을 제거하기 위해 해당 유형의 실험을 위한 회전 샘플 로드(Sample rod)를 특별히 설계했다. GPPD는 중국 파열 중성자원이 최초로 구축한 3대 분광기 중의 하나로서 2018년에 개방하여 운영한 이후 약 90개의 사용자 과제 연구를 순조롭게 완성하였으며 다수의 사용자 실험성과가 "Science", "Nature Communication", "Advanced Materials" 등 저널에 발표되었다. 정보출처 : https://mp.weixin.qq.com/s/ZbaAk4bi__hVlyPFeYg47g?tdsourcetag=s_pctim_aiomsg |
SEARCH
- 정책동향
- 이슈리포트
- 통계DB
- 통계DB