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동향

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수소-재료 상호작용의 in situ 관찰 기술(Scanning Tunneling Microscope 이용)

2014-08-28 org.kosen.entty.User@269af41a 이윤희(uni44)

발행기관

Bai AN, Lin ZHANG, Seiji FUKUYAMA, and Kiyoshi YOKOGAWA

발행일

2007. 8. 23

URL

http://iopscience.iop.org/1347-4065/46/8S/5586/

첨부파일

수소-금속재료 간의 상호작용에 대한 기초연구는 100여년 동안 지속되었지만, 아직까지 유력한 이론들도 구체적인 실험적 증거가 부족한 측면이 많다. 수소-재료 간의 상호작용에 대한 유력한 이론 중에 하나가 Hydrogen-Enhanced Localized Plasticity(HELP) 이다. 즉 수소가 금속재료에 침투할 경우 전위기반의 국소 소성변형(dislocatio-based local plasticity)을 유발하고, 균일 변형 대신에 국소영역에 집중된 가속변형으로 파괴가 조기에 발생한다는 이론이다. 이에 대한 근거로 환경복합 투과전자현미경에 수소가스를 주입하여 전위가 가속적으로 움직이는 관찰을 진행한 결과가 있으나 전자빔의 영향 등 다른 요인들이 함께 작동하는 것으로 알려져 있다.
본 연구논문에서는 Ni 단결정 기판에 Fe 에피층을 형성하여, misfit dislocation을 유발하고, 여기에 수소가스를 주입할 때 전위의 거동을 Scanning Tunneling Microscope(STM)으로 관찰한 것으로 수소이온이 주입될 경우 전위의 국소 변형영역에 수소의 클러스터가 발생함을 확인하였고, 더불어 Fe 원자의 힐록도 주변에 발생하는 것을 직접 관찰하였다. 즉 전위의 가속이동을 확인하지는 못하였으나, 전위-수소이온 간의 뚜렷한 상호작용을 확인할 수 있는 실험적인 증거를 제시하였다.
관련 연구는 일본 AIST, 규슈대 등에서 활발히 진행되고 있으며, 현재 구조결함 분석 수준을 매크로 단위의 수소취성 손상과 연결하고자 하는 연구가 진행되고 있다.
이윤희

이윤희(uni44)

한국표준과학연구원

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