[한국기술뉴스]

창원대학교 신소재공학부 구본흔 교수 연구팀은 키토산 고분자를 활용한 마그네슘 합금의 전해플라즈마 공정 기술을 개발했다. 창원대학교 산학협력단을 통해 2020년 3월 4일 특허를 출원(출원번호 제1020200027196호)했다. 특허 명칭은 '키토산을 이용한 마그네슘 합금의 전해플라즈마 공정’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다. 
 

[기자]

마그네슘은 소량으로도 높은 강도를 구현하며 전자파 차폐성이나 진동 흡수성, 내연성 등이 좋아 이동수단이나 구조재료, 전자 산업 등 다양한 산업에서 합금 형태로 사용되고 있습니다. 과거에는 화성처리법을 통해 산화막을 형성함으로써 마그네슘 합금의 부식 저항성을 높였지만 밀착성이나 경제성이 떨어지고 화성처리법에 사용되는 크롬 이온이 발암물질로 지정되어 강화된 산화막을 만들 수 있는 친환경적인 방법이 필요합니다. 최근 주목받고 있는 전해 플라즈마 방법은 친환경적이며 경제적인 표면 처리가 가능하지만 표면이 다공성이고 전기화학적 특성이나 기계적 물성값이 부족해 상용화가 어렵다는 문제가 있습니다.

창원대학교 연구팀은 마그네슘 합금 표면에 키토산 고분자를 첨가해 안정적인 산화막을 형성하는 전해 플라즈마 공정을 발명했습니다.

마그네슘 합금의 표면에 생성된 산화물층을 제거하고 연마와 세척 및 건조 과정을 거쳐 시편을 준비합니다. 전원 공급기의 양극에는 시편을 연결하고 음극에는 스테인리스강을 연결합니다. 이후 시편과 스테인리스강을 키토산이 포함된 전해 용액 안으로 넣습니다. 전원공급기를 통해 혼합전압을 가해 마그네슘 시편에 산화막을 형성합니다.

연구팀은 기존 공정으로 제조된 시편과 개발된 시편을 비교하는 실험을 진행했습니다. 실험 결과 전해 플라즈마 공정을 이용한 시편의 경우 기공이 감소하고 경도가 증가하여 치밀하고 단단한 산화막이 형성되는 것을 확인했습니다. 즉 마그네슘 합금의 표면에 내식성과 열적 특성이 높고 단단한 산화막을 형성할 수 있으며 환경친화적이고 경제적인 방법으로 표면 처리가 가능합니다.

본 방법을 이용해 자동차나 선박, 항공뿐 아니라 생체 재료나 구조 재료 등 다양한 산업에서 사용되는 마그네슘 합금을 경제적이고 친환경적으로 가공함으로써 환경 문제를 개선하고 더욱 합리적인 가격에 제품을 공급할 수 있을 것으로 기대됩니다.