미래 모빌리티의 경량 소재로 주목받는 마그네슘 복합재의 성능을 좌우하는 핵심 요인이 제시됐다.경북대학교 금속재료공학과 박성혁 교수팀은 마그네슘 기반 바이메탈 복합재의 가공공정부터 계면 특성, 미세조직, 변형 및 파괴 거동까지 기존 연구를 종합 분석한 리뷰 논문을 국제학술지에 게재했다고 10일 밝혔다.마그네슘은 상용 구조용 금속 가운데 가장 가벼워 자동차와 항공우주 분야의 경량 소재로 활용 가능성이 크지만, 상온 성형성이 낮고 내식성이 취약하다는 한계가 있다. 이를 보완하기 위해 알루미늄 등 다른 금속과 결합하는 복합재 연구가 진행돼 왔다.박 교수팀은 기존 연구를 개별 소재나 공정별로 나누는 대신 ‘가공공정-계면특성-미세조직-변형거동-소재물성’의 연계성을 중심으로 분석했다.특히 마그네슘-알루미늄 복합재는 마그네슘의 경량성과 알루미늄의 내식성·가공성을 함께 확보할 수 있지만, 가공 과정에서 계면에 금속간화합물(IMCs) 층이 지나치게 두껍거나 불균일하게 형성되면 균열과 박리가 발생할 수 있는 것으로 나타났다. 합금 원소와 공정 조건을 활용한 계면 제어가 중요한 이유다.마그네슘-마그네슘 복합재의 경우 서로 다른 특성을 가진 마그네슘 합금을 결합해 마그네슘-알루미늄 접합에서 나타나는 취성 반응층을 피하면서 강도와 연성, 집합조직 및 변형 거동을 조절할 수 있는 소재 설계 전략으로 제시됐다.연구팀은 복합재의 산업화를 위해 계면 접합강도 평가법 표준화, 피로·부식피로 특성 규명, 3차원 실시간 계면 손상 분석, 예측 모델링 및 연속생산 공정 개발 등이 필요하다고 제안했다.박성혁 교수는 “마그네슘 기반 바이메탈 복합재의 성능은 단순한 소재 결합보다 계면 반응과 미세조직을 얼마나 정밀하게 제어하느냐에 달려 있다”며 “고속·연속 공정과 장기 신뢰성 평가를 연계하는 연구가 필요하다”고 말했다.박 교수는 현재까지 SCIE 학술지에 242편의 논문을 발표했으며, 지난해 고강도 마그네슘 신합금 개발 등의 공로로 국제 마그네슘 과학기술상의 ‘올해의 혁신 특별 공헌상’을 받았다. 미국 스탠퍼드대와 엘스비어가 발표하는 ‘세계 상위 2% 연구자’에도 2020년부터 2025년까지 6년 연속 선정됐다.이번 논문은 금속공학 분야 JCR 상위 1.5% 국제학술지인 ‘저널 오브 마그네슘 앤 알로이스’에 지난달 31일 게재됐다. 제1저자는 경북대 대학원 첨단소재공학부 유승윤 박사과정생, 교신저자는 박성혁 교수다.