우리 연구진이 저온용 초전도 코일 열적 안정성을 높이는 열전도성 접착제를 개발했다. 초전도 선재 연구, 초전도자석 개발 경쟁력 확보가 기대된다.
한국기초과학지원연구원(KBSI·원장 신형식)은 이계행·최연석 연구장비개발부 연구원팀이 이기라 포항공과대 화학공학과 교수팀과 열전도성 접착제를 개발, 저온용 초전도 코일 열적 안정성을 세계 최고 수준으로 확보하는데 성공했다고 7일 밝혔다.
초전도 코일은 임계온도 이하에서 저항이 0이 돼 고자기장을 발생시킬 수 있다. 코일 부피를 상대적으로 감소시킬 수 있다.
접착제는 열전도 성질을 지녀 코일 내부 열을 외부로 전달한다. 코일 열적 안정성을 높이는 중요 요소다.
공동연구팀은 물과 친화력이 적은 질화붕소 소수성을 친수성으로 개질할 수 있는 방법을 개발하고 개질 질화붕소를 이용해 기존 상용 에폭시 접착제 열전도도를 획기적으로 높이는데 성공했다. 개질된 질화붕소 가장자리에 존재하는 하이드록시기는 접착성 성분인 에폭시와 친화력을 높임으로써 에폭시 내 질화붕소 입자 분산성을 개선한다. 분석 결과 에폭시 내 열전도성 입자들이 균일하게 분포돼 열전도가 증가한 것으로 나타났다. 개질된 질화붕소를 혼합 제조한 접착제는 기존 상용 에폭시 접착제보다 열전도도가 2배 이상 향상됐다. 상전도영역 전파속도와 냉각 속도가 각각 66%, 13% 개선됐다.
최연석 연구원은 “이번 연구는 질화붕소의 표면을 손쉽게 대량으로 개질하는 방법을 개발한 것으로, 저온용 초전도 코일 권선에 접착제를 직접 적용했으며 액체헬륨이라는 실제 환경에서 열적 안정성이 개선됐음을 확인했다는 점에서 큰 의미가 있다”고 밝혔다.
이계행 연구원은 “후속연구로 개질된 질화붕소를 국내 기업에서 제작하는 초전도 코일에 적용해 성능 및 안전성을 평가하는 테스트 절차를 협의중에 있다”며 “다양한 소재에도 본 기술을 적용함으로써 기능성 소재를 국산화하기 위한 연구를 기획하고 있다”고 밝혔다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
