창원 재료연구소(KIMS·소장 이정환)가 우주비행기용 세라믹 타일 소재를 개발했다.

재료연구소 이세훈 박사 연구팀은 재사용이 가능한 우주비행기용 1700℃급 및 1000℃급 내열 세라믹 타일 소재를 국내 최초로 개발하는 데 성공했다고 11일 밝혔다.

'고온용 세라믹 타일'은 미국 우주왕복선에 적용된 RCC(Reinforced-Carbon Carbon) 소재보다 우수한 내열 특성을 나타냈고, '경량 세라믹 타일'은 국내 전문 소재 업체와의 협업을 통해 100% 국산화에 성공했다.

한국항공우주연구원의 한국형 우주비행기 개발 사업에 참여 중인 이세훈 박사 연구팀은 사업책임자인 최기혁 박사 연구팀과 함께 탄화규소(SiC)보다 열적 안정성이 우수한 탄화 지르코늄(ZrC)과 붕화 지르코늄(ZrB2)을 적용해 사용온도를 1700℃까지 증가시켰다. 개발된 소재는 전북대의 고온 플라스마 풍동(Plasma Wind Tunnel)을 이용해 1700℃에서 열적 안정성이 증명됐다.

미 우주왕복선의 하면에 적용돼 지구 재돌입 시 우주왕복선의 파괴를 방지하는 경량 내열 세라믹 타일은 우주 소재라는 특성상 수입에 제약이 있었다.

이에 KIMS는 국내 소재 전문업체 및 한국세라믹기술원 김형준 박사와의 협력 연구를 통해 경량 내열 세라믹 타일의 밀도를 0.2g/㎤ 이하로 억제하면서 1000℃에서 우수한 열적 안정성과 단열 특성을 얻어내는 데 성공했다.

재료연구소 이세훈 박사는 "본 기술이 상용화되면 우주·항공 및 군사 분야에서 핵심적인 역할을 하는 고온 및 초고온용 내열·단열 소재의 국산화와 함께 우주·항공 및 방위산업의 국제 경쟁력을 높이고 수출에 이바지할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 <저널 오브 유로피언 세라믹 소사이어티(Journal of the European Ceramic Society)> 등 최고 수준의 세라믹 분야 저널에 다수 게재됐다.