전북대 고온플라즈마응용연구센터(센터장 최성만)는 올해부터 2019년까지 3년간 29억 원을 투입해 2500℃ 초고온의 열에 견딜 수 있는 우주 발사체 코팅기술을 개발할 계획이라고 3일 밝혔다.
미래창조과학부의 우주 핵심기술개발사업 일환으로 추진되는 이 사업을 통해 센터는 2020년 달 탐사와 2030년 화성 탐사를 위한 초고온 탄소복합재 세라믹 코팅 원천기술을 확보할 방침이다.
현재까지 우주항공용 고온 내열 재료는 탄소복합재가 주로 사용되고 있지만 낮은 산화 저항 특성으로 인한 질량손실 발생으로 짧은 시간만 사용이 가능하다는 기술적 한계를 지니고 있다. 이를 극복하기 위해 탄소복합재 초고온 세라믹스 코팅 기술 개발이 필수적이다.
센터는 기존 이종 물질 간 결합이나 생산성이 낮은 화학기상증착법(CVD)이 아닌 진공 플라즈마 용사코팅을 이용한 직접 코팅법을 개발할 예정이다. 세부적으로 탄소복합재의 예열과 플라즈마 조건·거리·경로·후열처리 등에 대한 연구로 코팅층과 모재의 박리방지, 균일도 90% 목표의 코팅성능을 달성할 계획이다.
센터는 이 연구로 3종 이상의 초고온 세라믹 코팅 원천기술과 2종 이상의 초고온 세라믹 다단코팅 기술를 확보할 예정이다. 100마이크로미터(㎛) 이상의 코팅 층에 대한 0.4메가와트(㎿) 아크가열풍동을 이용한 고열부하 평가로 물성 변이 연구와 극한환경용 최적 물성 데이터베이스도 구축한다.
최성만 센터장은 “센터는 국내에서 유일하게 초음속 내열삭마 평가 시험을 수행하는 등 우주항공 기술개발 분야의 독보적인 연구 기반을 갖추고 있다”며 “우주기술 자립화 기틀을 다지고 초음속 비행체 개발 분야 초고온 세라믹 시장진입 기술 확보도 기대된다”고 말했다.
전주=김한식기자 hskim@etnews.com
