1 고엔트로피합금

ㅇ 극한환경용 고엔트로피합금 개발

- 기존 합금은 합금 원소를 첨가할수록 금속간화합물이 형성되어 소재의 기계적 물성이 저하되기 때문에 다량의 합금 원소의 첨가가 제한되어왔음.

- 2004년 B. Cantor 및 J.W. Yeh 연구팀에서 제시된 고엔트로피합금(High-entropy alloy)은 고합금계임에도 높은 엔트로피로 인해 금속간화합물이 형성되지 않고 단상의 면심입방정계(Face-centered cubic) 혹은 체심입방정계(Body-centered cubic) 구조를 형성하며, 기존 합금과 달리 한 원소에 치중되지 않고 다수의 원소가 주요 원소로 작용하기 때문에, 격자 뒤틀림, 확산 지연, 칵테일 효과 등으로 인해 우수한 특성을 나타냄[1, 2].

- 대표적으로 Co, Cr, Fe, Mn, Ni로 구성된 FCC계 고엔트로피합금 및 Nb, Mo, Hf, Ta, W 등으로 이루어진 BCC계 고엔트로피합금을 주축으로 연구가 진행되고 있으며 5원소계만 고려하더라도 약 546만 종류의 고엔트로피합금이 제시될 수 있어 높은 조성적 자유도를 기반으로 다양한 연구가 이루어지고 있음[3].

- 또한, 최근 등원자조성 고엔트로피합금을 벗어나 비등원자조성 고엔트로피합금으로 개념이 확장되면서 다상 구조, 쌍정, 상 안정성, 석출상, 편석 등의 다양한 미세조직 변수 및 변형 기구를 활용한 다중강화 복합미세조직 고엔트로피합금의 개발이 대두되고 있으며 이를 통해 제어 가능한 조성 미세조직 및 물성의 가능성이 기하급수적으로 늘어나고 있음.

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