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높은 강도에 비해 무게가 가볍고 우수한 내식성을 가진 타이타늄 합금은 우주항공, 해양 구조물, 생체재료 등 다양한 산업분야에 사용된다.
타이타늄 합금을 적층가공(3D Printing) 공법으로 제조하면 기존 절삭가공에 사용되는 타이타늄 재료의 양을 1/20까지 줄일 수 있지만 이 경우 내식성이 우수하다는 결론은 아직 밝혀지지 않았다.
서 학생은 적층가공한 합금이 제조시 급속한 냉각에 의해 발생하는 침상구조인 마르텐사이트 α′상 때문에 내식성 감소가 발생한다는 사실을 확인, 이 원인을 Corrosion Science 논문을 통해 부동태 피막 특성과 연관해 설명했다.
이와 함께 그는 3D Printing 제조 시 생성된 마르텐사이트 α′상에 따른 내식성의 감소를 줄이기 위해 다양한 열처리를 이용, 적층가공된 합금의 내식성을 측정했다. 합금의 내식성 감소 원인에는 시효에 따른 석출물도 영향을 준다.
그는 Journal of The Electrochemical Society 논문에서 650~750 ℃로 급냉하면 α′상과 석출물의 생성을 동시에 억제, 3D Printing Ti-6Al-4V 타이타늄 합금의 내식성 감소를 막을 수 있다는 사실을 발표했다.
한편 3D Printing 타이타늄합금의 내식성 연구는 산업통상자원부 산업기술혁신사업의 지원으로 진행된다.
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