아이폰15에 들어가는 타이타늄…어떤 재료일까[과학이 궁금해]

갤럭시워치5 이어 아이폰15에 적용 전망

스테인리스 보다 가볍고, 부식 견디는 성질 강해

절삭·용해 등 공정 까다로워…공정비용은 걸림돌

공정 최적화, 양산설비 구축으로 가격 절감 기대

[이데일리 강민구 기자] 애플 마니아들이 기다리던 ‘아이폰15’가 오는 15일 새벽에 공개될 예정입니다. 신제품 ‘스펙(제원, 규격, 사양 등)’에 대해서도 각종 루머가 도는 가운데 고급형 모델 프레임에는 이전 모델의 스테인리스·알루미늄 합금이 아닌 타이타늄 합금을 적용할 것으로 보입니다. 전작과 큰 차이가 있는 부분으로 휴대폰을 가볍게 만들면서도 부식에 강하게 견딜 수 있다는 점에서 이 소재에 대한 관심도 커지고 있습니다.

아이폰15 프로와 프로 맥스 모델은 타이타늄 프레임이 적용될 것으로 예상된다.(자료=애플인사이더)

현재까지 외신 보도 등을 종합하면 아이폰15 프로와 프로 맥스 모델에 실제 타이타늄 합금 프레임이 적용된다면 전작보다 10% 가벼우면서 내식성(부식에 대한 내구성)은 이전보다 높아질 것으로 기대를 모읍니다.

과학적으로 살펴보면 타이타늄은 단단하면서 가볍고 녹는점이 높은 금속입니다. 양준하 한국재료연구원 박사는 “일반적으로 타이타늄은 제련과 가공이 까다로워 공정 비용이 많이 든다”면서도 “스테인리스 보다 가벼우면서 비강도(소재 강도를 밀도로 나눈 값, 비강도가 높으면 가볍고 튼튼한 소재)와 내식성이 우수해 에너지, 국방, 항공, 의료 등으로 활용성을 확장하고 있는 소재”라고 설명했습니다.

이러한 타이타늄이 주목받는 이유는 점점 더 가벼우면서 부식에 강한 소재를 휴대폰에도 적용해야 하기 때문입니다. 타이타늄 합금은 앞서 갤럭시 워치5에도 적용됐고, 아이폰15 고급형 모델에도 적용될 준비를 하고 있습니다. 업계에서는 갤럭시S24 울트라에도 이를 채택할 수 있다는 전망도 하고 있습니다.

외신에 따르면 아이폰15 고급형 모델에는 그레이드5의 타이타늄, 알루미늄, 바나듐을 합금 소재(Ti-6Al-4V)를 채택할 것으로 보입니다. 기존에 휴대폰에 썼던 스테인리스 보다 가볍게 휴대폰을 만들면서도 충격이나 부식에 강하게 만들 수 있는 범용 소재입니다. 타이타늄의 용융점(녹는점)은 1668도여서 알루미늄(660도) 보다 더 강한 열을 견뎌낼 수 있고, 임플란트 보철 등 생체용 소재로도 많이 쓰일 정도로 탄성이 좋고 수리도 할 수 있습니다.

다만, 단점도 있습니다. 타이타늄 합금에 대한 가공이 쉽지 않아 가공비용이 아직까지 높습니다. 원하는 구조로 절삭하는 공정에서 열을 머금고 부서져 버리는 경우도 있을 정도로 공정이 까다롭습니다. 식각이나 제련을 위한 기계나 설비를 갖추는데 비용이 들기 때문에 양산 설비 구축이나 공정 최적화 과정에서 비용절감도 더 이뤄져야 합니다.

양준하 박사는 “순수 타이타늄에 합금기술을 더해 고급안경, 자전거 프레임, 임플란트 보철, 해양구조물, 화학 장치, 해저 케이블 등 다양하게 쓰고 있다”며 “앞으로의 발표를 지켜봐야 하겠지만, 타이타늄 소재는 사용자가 요구하는 내구성과 성능을 제공할 수 있어 휴대폰 등 우리 생활 속에 더 파고들 것”이라고 했습니다.