전기 부품 안에서 발생하는 열에 강한 소재가 나왔다. 이 소재는 우수한 방열 특성을 확보했을 뿐만 아니라 열충격에 효과적으로 대응할 수 있는 기능을 갖췄다. 향후 전기차, 배터리, 디스플레이, 반도체 부품 열관리에 강한 대체 소재로 활용할 수 있을 전망이다.
중앙대(총장 박상규) 화학신소재공학부 김주헌 교수 연구팀과 한솔케미칼 전자재료사업부는 공동연구를 통해 ‘고방열 복합소재’를 개발했다고 7일 밝혔다. 특히 김주헌 교수 연구팀은 "상변화물질을 기반으로 이번 복합소재를 개발했다"고 언급했다. 상변화물질은 특정 물질이 고체에서 액체, 액체에서 고체 등 다른 상태로 변하는 물리적 변화과정에서 열을 축적·방출하는 물질을 일컫는다.
해당 소재를 만들기 위해서 연구팀은 상변화물질인 스테아르산과 에폭시를 화학적으로 결합했다. 파라핀과 복합화를 함으로써 고강성 상변화물질을 만들었다. 그 후 다공성 팽창 흑연과 표면 처리한 질화붕소를 분산시킨다. 결과적으로 높은 측열·방열 특성을 확보하고 열충격에 높은 저항성과 기계적 특성을 동시에 확보하는 고방열 복합소재가 만들어졌다.
새로 개발한 소재의 특징은 ▲우수한 방열 특성 ▲열충격에 효과적 대응이다. 전자기기 발열부에서 열전달을 통해 열 방출을 유도하는 기존 방열소재 기능을 수행할 수 있다. 또 급격한 열상승 시 열에너지 흡수·저장을 통해 기기 온도 상승속도를 늦추고 적정 구동온도 유지도 가능하다.
해당 고방열 복합소재는 향후 다양한 분야에 적용할 수 있다. 최근 급부상한 전기차 열에너지 문제를 고려하면 전기차용 전장부품 시장에서 인기를 누릴 가능성이 높다. 에너지 재활용을 통한 에너지 절감 등 그린테크 수요가 커지는 가운데 배터리, 디스플레이, 반도체 등 기존 열관리 소재도 대체할 수 있을 전망이다.
김주헌 중앙대 교수는 “상업화가 가능한 수준의 기계적·열적 특성을 확보했다는 데 큰 의미가 있다”며 “앞으로 열충격 저항성과 방열 특성이 보다 향상된 초고발열 복합소재를 개발해 적용 범위를 확대해 나갈 계획”이라고 말했다.
AI타임스 김미정 기자 kimj7521@aitimes.com
