▲ 기관시스템공학부 이명훈 교수(왼쪽)와 박기동 대학원생.

이명훈 교수팀,

금속분야 대표권위지 「Corrosion Science」에 논문 게재

초 고내식성 갖는 신 표면코팅 강재의 프로세스 제어 및 메커니즘 규명 · 개발

Ultra-high corrosion resistance of Al-Mg-Si film on steel sheet formed

by PVD Mg coating and heat treatment

기관시스템공학부 이명훈 교수(부식방식-표면공학연구센터) 연구팀의 박기동·김효진 대학원생 및 해양신소재융합공학과 이승효 교수와 기관시스템공학부 강준·윤용섭 교수가 포스코기술연구원의 양지훈·이경황 박사와 공동으로 연구·개발한 ‘초 고내식성을 갖는 새로운 표면처리 강재’에 관한 성과가 금속재료·부식방식분야의 세계적인 학술권위지인 「Corrosion Science」(90개 중 3위·JCR 2.78%·Impact Factor 7.205)에 지난 9월 7일자로 게재 및 출판됐다.

이명훈 교수팀은 산업통상자원부의 ‘WPM(World Premier Materials) 스마트표면처리강재-개발연구 과제’로 포스코기술연구원과 공동연구하면서 기존의 표면처리강재보다 약 20배 이상 우수한 플라즈마 융합코팅 원천소재 강재를 개발했으며, 주로 ‘초 고내식성 부여·개발을 위한 표면처리 관련 제작·설계 제어’에 근원적으로 유효한 부식방식 메커니즘을 규명하는 데 주력하며 연구해왔다.

여기서 개발한 내용 중 일부는 이명훈 교수팀 박기동 대학원생의 석사논문으로 준비·분석하는 과정에서 많은 기여가 있었고, 이 내용을 종합적으로 해명·정리한 논문이 「Corrosion Science」에 선정됨으로써 그 성과가 세계적으로 인정받게 됐다.

일반적으로 철강재는 높은 강도에 가공성·생산 경제성·풍부한 자원 등으로 금속재료 중 다양한 분야에 가장 많이 사용되고 있지만, 부식에 취약하다는 단점으로 인해 내식성 향상을 위해 합금과 표면처리를 해 사용하고 있다. 그런데도 최근 관련 제품의 확장추세에 따라 사용환경이 상당히 가혹해지고, 환경-자원-에너지의 중요성과 더불어 장수명에 대한 요구가 더욱 거세지고 있어 전 세계적으로 고내식 용도의 원천소재 개발을 서두르고 있다.

이번 공동연구를 통해 포스코에서 개발된 것은 강재상 표면처리된 막 자체가 부식환경 중 차폐(barrier)효과가 강력함은 물론, 사용 결함에 의한 강재 노출시 희생양극(sacrificial anode)적 특성이 매우 우수하여 세계적 우위 속 관련 기술을 선도할 것으로 기대된다.

또한 이번 논문은 표면처리 성분이 동일하더라도 막의 표면-단면상 다양한 금속간화합물과 고용화의 합금상 조직 및 결정구조 등이 적정 분포·형성되도록 프로세스 제어를 하면 초 고내식성의 표면처리 강재를 개발할 수 있다는 핵심적인 메커니즘을 규명하고 입증한 내용을 담고 있다.

한편 이명훈 교수팀은 포스코기술연구원 및 RIST 연구팀과 공동으로 ‘신개념 표면처리강재 개발’을 수행했으며, 그 연구성과가 지난 2018년 「Scientific Report」에도 게재된 바 있다.