항공기와 자동차 경량화에 널리 쓰이는 초고강도 알루미늄 합금이 극한의 마찰 환경에서 마모를 견디는 원리가 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 표면을 특수 가공한 소재보다 원소재가 스스로 보호막을 형성해 마모를 억제한다는 사실을 확인한 것으로, 고내구성 경량 소재 개발에 활용될 것으로 기대된다.

한국공학대학교(총장 황수성)는 신소재공학과 이승준 교수 연구팀이 초고강도 알루미늄 합금(AA7075-T6)의 마모 저항 메커니즘을 규명했다고 밝혔다.

AA7075-T6 합금은 강도가 높고 무게가 가벼워 항공우주와 자동차 산업의 핵심 소재로 사용된다. 하지만 반복적인 마찰과 연삭 환경에서는 마모에 취약하다는 한계가 있다.

연구팀은 표면 개질 기술인 마찰교반공정(FSP)을 적용한 합금을 대상으로 마모 특성을 분석했다. 그 결과 공정을 거친 영역은 내부 석출물이 녹아 경도가 낮아졌고, 이에 따라 마모 저항성도 떨어지는 것으로 나타났다.

반면 가공 전 원소재는 마찰 과정에서 표면에 치밀한 산화막을 형성해 마모를 억제하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 이 산화막이 외부 마찰로부터 소재를 보호하는 일종의 ‘방패’ 역할을 하며 내구성을 높인다고 설명했다.

이번 연구는 단순히 소재의 경도만으로 내마모성을 판단하기 어렵고, 마찰 과정에서 형성되는 표면 산화층이 중요한 역할을 한다는 점을 실험적으로 입증했다는 데 의미가 있다.

이승준 교수는 “알루미늄 합금의 내마모 특성을 결정하는 핵심 요인을 규명한 연구”라며 “항공·자동차 산업의 경량 고내구성 부품 설계와 표면 처리 기술 개발에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 한국공학대 신소재공학과 석사과정 한지혜 씨가 제1저자로 참여했으며, 연구 결과는 금속재료 분야 국제학술지 ‘Materials Characterization’ 2026년 8월호에 게재될 예정이다.