한국원자력연구원은 이 같은 내용의 '금속-SiC 하이브리드 소재 제조 3D 프린팅 기술'을 개발했다고 24일 밝혔다.
'SiC'는 규소의 탄화물인 '실리콘카바이드'를 말한다. 단단한 정도가 다이아몬드와 유사하고 1500℃의 고온을 견딜 수 있다. 열 전도성 또한 매우 높아 원자로 연료봉의 피복재 및 항공기·우주선 엔진, 고온의 건축 구조재 등에 널리 활용 중이다.
금속과 SiC는 물성이 전혀 달라 기존의 용해나 물리적 접합으로는 소재의 유기적 결합에 많은 비용과 시간이 소모되는데도 정확성도 매우 떨어진다.
연구진은 최근 이 기술에 대해 국내를 포함한 미국, 일본, 유럽 등에 특허 등록도 완료했다.
이 기술로 제작된 '금속-SiC 하이브리드 소재'는 기존 금속의 내구성에 SiC가 지닌 고열 안정성, 경도, 부식 및 마멸 저항성이 더해져 미래형 만능 소재로 떠오을 전망이다.
특히, 핵연료 피복관의 금속 소재인 지르코늄 합금의 내구성 보완 및 폭발위험 방지에 탁월할 것으로 기대를 모으고 있다.
원자력연구원측은 이 기술을 적용한 사고저항성 피복관 개발과 더불어 산업 전반에 적용할 수 있도록 기술 고도화에 박차를 가한다는 계획이다.
기술 개발을 주도한 김현길 박사(핵연료안전연구부)는 "이 기술 개발은 3D 레이저 프린팅 기술의 새로운 지평을 연 혁신적인 성과" 라며 "현재 500억 달러 규모인데다 앞으로 4차 산업 육성에 따라 시장 규모는 급속도로 확장될 것으로 기대되는 만큼 기술력 강화에 더욱 힘쓸 것"이라고 말했다.
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