일본산업뉴스요약

미립자로 표면 마찰 40% 감소
도쿄도시대학, 금속 가공 기술 개발

도쿄도시(東京都市)대학의 가메야마(亀山) 조교수 팀은 미립자를 충돌시켜 알루미늄 등 금속 표면의 마찰을 줄이는 가공 기술을 개발했다. 충돌시킨 입자의 성분을 금속 표면으로 이동시키거나 금속 표면에 미세한 파형을 만들 수도 있다. 교내 엔지니어 분야의 연구자들과 공동으로 3~4년 후 실제 엔진 부품에 적합한 조건에서의 성능 개발을 목표로 한다.

-- 엔진 부품으로 응용 --
금속 표면 바로 위에서 미립자를 충동시키면 변형된 금속의 원자 배열이 바뀌면서 강도가 높아진다는 것은 이전부터 알려져 있는 것으로, 기계 부품의 강도 향상을 위한 가공 기술로서 이용되어 왔다. 연구팀은 이처럼 오래 전부터 이용되어 온 가공 기술을 응용해 금속 표면의 강도 향상과 마찰 감소를 위한 가공 기술을 개발했다.

탄소로 코팅한 입경(粒徑) 70마이크로미터(μm)의 철 입자를 이용해 직각 방향에서 충격을 가하면 금속 표면으로 탄소가 옮겨져 윤활유와 같은 역할을 한다. 이를 통해 마찰이 약 30% 감소한다는 사실이 밝혀 졌다.

또한 기울기 15도 위치에서 70μm의 철 입자를 충돌시키면 금속 표면에 파형을 만들 수 있다. 게다가 요철 모양의 정점 부분을 매끄럽게 깎아 내는 가공을 할 경우 파형의 요철 안에 윤활유가 축적되어 기계 부품 간 마찰이 30~40% 줄어들었다.

마찰 시험에서는 입경 약 3mm의 구슬을 금속 표면 위에서 약 1분 간 20cm 간격의 속도로 누르면서 왕복시켰다. 실제 자동차 엔진에서는 약 1,000배의 속도로 부품들이 서로 마찰한다. 연구팀은 교내 엔진 분야 연구자들 등과 협력해 보다 빠른 조건에서의 마찰 성능을 검토 할 예정이다.

또한 미립자 성분을 옮기는 가공과 금속 표면의 형태를 바꾸는 가공을 조합해, 보다 마찰을 경감시키는 조건도 검토해 나간다.

 -- 끝 --