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러시아 사우스우랄 주립대학(South Ural State University)의 연구진은 분말 금속 복합 재료를 만들 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 이 기술은 폐기물을 줄이고 전기 제품의 품질을 향상시켜서 결과적으로 제품의 경제적 효율을 30%까지 향상시킬 수 있다. 분말 야금은 금속 분말을 가압 성형하여 소결함으로써 원하는 형태의 금속 제품을 얻는 기술이다. 혼합은 금속 분말을 생산하는데 가장 중요한 단계 중 하나이다. 이번 연구진은 그래파이토플라스트(graphitoplast) 조성과 코크스 피치(coke pitch)를 기반으로 하는 복합 재료 분말을 만들 수 있는 새로운 혼합기를 개발했다. 이 새로운 장비는 고품질의 혼합을 가능하게 하고 재료의 사용률을 최대 98%까지 증가시킨다. 그리고 후속 프레스 공정을 위한 원료 품질을 향상시키고 원자력, 항공 및 우주 산업, 야금, 전기 운송 분야의 폐기물을 줄이는데 크게 기여할 것이다. 다양한 성분을 가진 재료들을 만들기 위해서 수많은 분말 혼합 기술이 개발되었다. 분말 혼합 기술로 제조된 제품들은 가장 균일한 밀도 분포를 가지게 함으로써 고품질 제품이 만들어진다. 새로운 방법은 기존 방식에 비해서 독특하고, 분말 혼합으로 복합 재료를 만드는 제조 공정과 호환된다. 이전 연구들은 분말 블렌드(powder blend) 성분을 혼합하는 기술을 중점적으로 조사했다. 혼합으로 조성물을 제조하는 공정은 액체 바인더를 이용한 탄소 분말들의 흡착, 접착, 침지 습윤을 포함한다. 기존 방식은 혼합 시에 폐기물이 많이 발생하는데, 이번 방식은 폐기물 발생을 감소시키고 장비의 효율을 높이며 최종 블렌드의 품질을 개선시켰다. 향후 연구는 고엔트로피(high-entropy) 분말 블렌드를 만드는 것이 될 것이다. 조성은 밀도 지수와 입자 크기 분포에 따라서 물리적 및 기계적 특성을 완전하게 다르게 할 수 있다. 이런 고엔트로피 블렌드는 3차원 프린팅을 기술을 사용해서 제품을 제조하는 분말 야금 및 적층 제조에 매우 유용하게 적용될 것이다. |
