무전해도금을 이용한 나노포러스 금의 형상 제어 및 기계적 특성 평가

Abstract

나노포러스 금(Nanoporous gold)은 기공과 뼈대(리가먼트)를 이루는 금 구조가 서로 연결되어 있으며, 기체나 액체가 투과 가능한 복연속성(bicontinuous) open-cell 구조를 가지고 있어 높은 비표면적과 화학적 안정성을 가져 다양한 분야에서 각광받고 있는 재료이다. 나노포러스 금은 모합금인 금-은 합금에서 은을 선택적으로 에칭하는 디얼로잉(Dealloying) 공정을 통해 제조되는데, 이 때 표면 금 원자들이 표면확산을 통해 이동하며 3차원적인 다공성 구조를 가지게 된다. 이렇게 만들어진 나노포러스 구조는 뼈대의 크기와 연결성이 불규칙적으로 형성되기 때문에, 인장 응력 상황에서 파단면 근처의 리가먼트, 특히 리가먼트가 가장 얇은 부분에 응력이 집중되어 취성 파괴 거동을 보이게 된다. 따라서 나노포러스 금의 강도 향상을 위해서는 응력이 재료 전체에 분산시키기 위해 다공성 구조를 균일하게 제작하는 기술이 요구된다.본 연구에서는 디얼로잉 공정을 통해 나노포러스 금을 제조하고, 무전해도금을 이용하여 리가먼트와 기공의 형상을 제어하여 미세구조를 TEM, SEM, EBSD 등을 통해 분석한다. 또한 미세구조와 기계적 특성의 상관관계를 분석한다.