전기차 배터리 방열 신소재 개발 등…재료연 '소부장' 성과 선봬

전기차 배터리 방열 세라믹 신소재 개발 [재료연 제공. 재판매 및 DB 금지]

(창원=연합뉴스) 김선경 기자 = 과학기술정보통신부 산하 한국재료연구원(KIMS, 이하 재료연)이 소재·부품·장비(소부장) 자립화 성과를 선보였다.

재료연은 17일 오전 온라인 브리핑을 열고 2019년 7월 일본의 수출 규제 사태 전후로 이뤄낸 주요 소부장 자립화 성과를 설명했다.

이날 소개된 성과는 전기차 배터리 방열(放熱) 세라믹 신소재 개발, 대형 타이타늄(Ti) 합금 블레이드 제조기술 국산화, 선형이온빔 장비를 활용한 표면처리기술 개발 등 3가지다.

재료연은 먼저 고열 전도성 저가 산화물 소재를 필요로 하는 기업들의 수요를 반영해 개발한 산화마그네슘(MgO) 신소재를 소개했다.

이 신소재는 상용 산화물 소재인 알루미나(Al2O3)보다 낮은 온도에서 소결된다. 공기 중 수분과 반응하는 흡습성 문제도 해결했다.

알루미나보다 열전도도가 높지만 소결 온도가 매우 높아 제조단가가 비싸고, 흡습성 문제 등으로 사용에 제약이 있던 기존 산화마그네슘의 단점을 개선했다.

재료연은 이 신소재를 전기차 배터리의 열을 방출할 수 있도록 도와주는 방열 소재로 적용하면 전기차 안전성 문제 해결에도 핵심 역할을 할 것으로 기대했다.

또 향후 일본과의 방열 소재 경쟁에서도 한 걸음 앞서 나갈 수 있을 것으로 내다봤다.

대형 타이타늄 합금 블레이드 [재료연 제공. 재판매 및 DB 금지]

재료연은 전량 수입에 의존하는 발전터빈용 타이타늄 블레이드를 대체할 수 있는 1ｍ급 대형 타이타늄 합금 블레이드를 국내 기업과 협업해 제조하는 데도 성공했다.

개발된 타이타늄 신합금은 상용 합금 대비 인장강도가 13% 높고 합금량을 2.75wt% 줄여 무게를 낮췄다.

또 상용 합금에서 사용하는 고가의 바나듐(V) 대신 저가의 합금원소(Fe, Al, Si)만을 첨가해 가격경쟁력도 우수하다.

재료연은 제조기술을 기업체에 기술이전 하는 데 이어 잉곳→빌릿→형단조→후열처리→가공에 이르기까지 발전용 타이타늄 블레이드 국산화를 위한 제조 밸류체인도 완성했다.

재료연은 향후 선박·산업용 극저온 탱크, 항공·우주 부품 등 대형 타이타늄 부품 제조산업 전반에 큰 파급효과를 불러올 것으로 기대했다.

재료연은 이뿐만 아니라 앞서 개발한 선형이온빔 장비를 업그레이드해 수십㎛ 두께 필터 섬유의 비손상 표면처리도 이뤄냈다.

이 장비는 초고주파용 안테나, 경량 운송기기, 생체 임플란트 접합 등 다양한 산업에 효과를 낼 수 있다고 재료연은 설명했다.

재료연 측은 "소부장 자립화 및 소재강국 실현을 목표로 국내외 소재분야 연구역량 결집과 산학연 협력의 구심점 역할을 수행하고 있다"며 "기술 자립을 위해 꾸준히 노력하겠다"고 말했다.

선형이온빔 표면처리 장비 내부 구조도 [재료연 제공. 재판매 및 DB 금지]

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