전상채 교수(왼쪽 네 번째) 연구팀.(사진=국립창원대 제공)

국립창원대학교 G-램프(LAMP)사업단은 전상채 국립창원대 신소재공학부 교수 연구팀의 논문 'Synergetic effect of MgO doping and two-step sintering on the compressive strength of porous Al2O3 prepared by freeze-casing'이 국제저명학술지인 ‘Journal of Alloys and Compounds’(Impact Factor: 5.8, JCR 상위 8.3%)에 게재됐다고 8일 밝혔다.

전상채 교수 연구팀의 이번 연구는 MgO 첨가와 2단계 소결(two-step sintering, TTS) 기법의 시너지 효과를 활용해 다공성 알루미나(Al2O3)의 기계적 강도를 비약적으로 향상시킬 수 있는 새로운 제조 공정을 개발해 주목을 받고 있다.

다공성 알루미나는 우수한 경량성과 투과성으로 인해 여과재, 촉매 지지체, 절연체 등 산업·에너지·환경 분야 전반에서 널리 사용되고 있으나, 기계적 강도가 낮아 적용에 한계가 있었다.

연구팀은 TTS 기법을 통해 소결 온도와 시간을 정밀하게 제어하고, MgO 첨가를 통해 기존 대비 상대 밀도(45.44% TD)는 높이고, 입자 크기(0.814 μm)를 줄여 압축강도를 9.37 MPa로까지 크게 향상시켰다. 또한 MgO 첨가유무 비교실험을 통해 첨가 효과를 명확히 입증했다.

전상채 교수는 “다공성 세라믹은 가볍고 통기성이 뛰어나 다양한 산업분야에서 각광받고 있으나, 내구도가 늘 걸림돌이었다”며 “이번 연구로 소재의 한계를 극복하고, 고기능성 세라믹의 산업적 활용 가능성을 한층 넓힐 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 이어 “후속 연구를 통해 산업별 맞춤형 소재 개발과 성능 최적화를 위해 지속적으로 노력할 것”이라고 설명했다.

한편 국립창원대 전상채 교수 연구실에서 진행한 이번 연구는 교육부가 주관하는 G-램프(LAMP)사업의 지원으로 수행됐다.