나노포러스 금의 파괴 인성 평가

Abstract

나노포러스 구조는 나노스케일의 기공과 리가먼트로 구성된 스펀지와 같은 구조로, 높은 비표면적을 가지는 특성 때문에 촉매, 센서, 액추에이터에 많이 사용되고 있다. 그 중 나노포러스 금은 리가먼트 크기와 밀도를 쉽게 제어할 수 있어 나노포러스 연구에 많이 이용되는 재료 중 하나이다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고 나노포러스 금은 인장 상황에서 쉽게 취성 파괴되는 특성을 가져 상용화에 쉽게 다가가지 못하고 있다. 특히 최근의 연구에서는 나노포러스 금이 모합금에서 유지된 결정립계를 따라서 쉽게 취성 파괴되는 것이 보고되었으며, 벌크 금속 재료에서 결정립의 종횡비를 조절하여 파단을 우회시켜 연성을 향상시킨 연구가 보고되었다. 또한, 나노포러스 금의 기공으로 대표되는 균열선단(crack tip)의 반지름이 커질 경우 응력집중이 감소하여 구조에 의한 파괴 인성이 달라지는 것이 보고되었다. 본 연구에서는 나노포러스 금의 파괴 인성에 초점을 두어, 기존에 알려진 파괴 인성의 종횡비와 균열선단 반지름의 상관관계를 이용하여 리가먼트/기공 크기와 종횡비와 같은 미세구조의 특성거리를 변형시키고, 그에 따른 파괴 인성을 비교 분석하였다.