높은 반위상 경계 에너지 활용 초고강도 합금

기존 석출경화 합금은 초고강도와 우수한 연성을 동시에 달성하기 어려웠습니다. 이는 전위 운동에 대한 저항이 제한적이고, 활주면 연화에 취약하기 때문입니다. 본 연구는 다성분 석출물을 도입하여 반위상 경계(APB) 에너지를 크게 높임으로써 이러한 한계를 극복하고자 했습니다. 모델 Ni₃Al형(L1₂) 석출경화 면심입방(FCC) NiCo 기반 합금에서, 석출물 내 Al 아격자 위치에 여러 원소를 통합하여 역위치 결함을 줄이고 규칙도를 향상시켰습니다. 이 과정으로 초고 APB 에너지(~308 ± 14 mJ/m²)를 갖는 다성분 석출물이 형성되어 합금 강도를 크게 높였습니다. 특히, 매우 높은 APB 에너지는 변형 메커니즘을 전위 전단에서 적층 결함 전단으로 전환시켜 활주면 연화를 방지했습니다. 그 결과, 합금은 1616 ± 9 MPa의 인장 항복 강도, 2155 ± 22 MPa의 극한 인장 강도, 그리고 10.1 ± 0.3%의 균일 연신율을 달성했습니다. 이 연구는 고성능 구조 재료 개발에 새로운 방향을 제시하며, 향후 항공우주 및 자동차 산업 등 다양한 분야에 활용될 수 있는 초고강도-고연성 합금 설계의 기반을 마련했습니다.