가볍고 강한 미래 금속… 경북대, 마그네슘 합금 혁신 이끌다

고강도·고속 압출 동시 구현… 생산성과 성능 모두 잡아
22% 강도 향상·국제학술지 JMA 게재… 국내외 특허도 확보

경북대 연구진이 경량 금속 소재 기술의 한계를 돌파했다. 고강도와 고속 압출성을 동시에 구현한 새로운 마그네슘 합금을 개발한 것이다. 이 성과는 산업계의 경량화 요구에 부응하는 고부가 소재 기술로 평가받고 있다.

경북대학교(총장 허영우) 금속재료공학과 박성혁 교수팀이 고강도와 고속 압출성이 동시에 가능한 신형 마그네슘 압출용 합금을 개발했다. 이번에 개발된 Mg-Bi-Al계 합금은 마그네슘에 비스무트(Bi)와 알루미늄(Al)을 최적 비율로 첨가해 기존 합금의 물성과 가공성 한계를 극복한 것이 특징이다.

마그네슘은 상용 금속 중 가장 가벼운 소재로, 자동차·항공·전자기기 등 다양한 산업 분야에서 경량화 소재로 주목받아 왔다. 그러나 고강도 마그네슘 합금은 고속 압출에 적합하지 않고, 고속 압출이 가능한 저합금계 마그네슘은 강도 확보와 후속 강화처리에 한계가 있었다.

박성혁 교수팀이 개발한 신합금은 고온·고속 조건에서도 결함 없이 균질한 압출이 가능하며, 기존 상용 마그네슘보다 높은 강도를 가진다. 특히 압출 후 추가 열처리 시 미세한 입자들이 형성돼 강도가 열처리 전보다 약 22% 향상됐다. 이는 후속 강화공정을 통한 특성 제어 가능성을 보여주는 결과다.

박성혁 교수는 "이번 연구는 고생산성과 고성능을 동시에 확보한 마그네슘 소재 개발 사례로, 다양한 산업 분야에 응용될 수 있다는 점에서 학술적·산업적 의미가 크다"며 "특히 철강이나 알루미늄 부품을 이번 신합금으로 대체하면 수송기기의 경량화와 연비 효율 향상에 기여할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

이번 연구의 교신저자는 박성혁 교수, 제1저자는 금속재료공학과 석사과정 안건웅 씨다. 연구 결과는 금속소재 분야 국제 권위 학술지 Journal of Magnesium and Alloys (IF 15.8) 5월 28일 자 온라인판에 게재됐다. 이 저널은 JCR 기준 금속공학 분야 상위 0.6%에 해당하는 세계 최고 수준의 전문지로 평가받는다.

아울러 박 교수팀은 이번 기술에 대해 한국과 미국에서 특허 등록도 완료한 상태다.