<피플> 강석중 KAIST 신소재공학과 교수

[산업일보]
KAIST 신소재공학과 강석중 교수

정밀기계, 전기전자, 우주항공, 에너지공학, 환경공학 등의 첨단산업 발달과 더불어 급격히 변화하는 시대에 눈부신 발전 속도로 다가오는 공상과학 소설가들의 상상이 현실로 이루어지는 세상이 올지도 모른다. 이 같은 꿈을 현실로 앞당겨 줄 수 있는 첨단산업의 기술이 빠르게 발전하고 있기 때문이다.

KAIST 강석중 교수는 이처럼 첨단분야의 발전에 근간이 되는 재료공학에 입지를 넓히고 탁월한 연구 성과를 바탕으로 한국과학기술 발전에 기여한 공로를 인정받아 ‘제 9회 한국공학상’을 수상하는 영예를 안았다.

강 교수는 모델 세라믹계에서 입계구조가 열역학 변수에 따라 원자적으로 규칙 혹은 불규칙하게 됨을 관찰했고, 산소분압, 첨가제, 온도에 따른 입계구조의 조절방법을 제시해 주목을 받았다.

또한 대부분의 세라믹 소재와 많은 금속소재에서 나타나는 비정상 입자성장의 원인을 규명하고, 다결정 소재에서 나타나는 다양한 미세조직은 입계의 원자구조 차이에 따른 것임을 입증하기도 했다.

강 교수는 “다결정체의 미세조직 발현은 입자성장의 최대 구동력과 입계구조에 따라 변화하는 입계이동에 필요한 임계구동력과의 상대적인 값에 의해 결정된다는 원리까지 제시했다”고 말했다.
입계구조에 따른 입자성장과 미세조직 발현 연구는 연구 주제에서 성과에 이르기까지 원천성을 가진 연구로 새로운 연구방향을 제시해 높은 평가를 받아오고 있다.

그는 제시된 미세조직 발현원리는 “일반적인 원리로서 다이아몬드, WC-Co 등 비정상 입성장이 일어나는 소재의 제조에 활용되고 있고, 이 원리를 바탕으로 새로운 단결정 제조법인 고상 단결정 성장법이 개발됐다”고 소개하며, “미세조직 발현은 다결정 소재의 제조, 가공, 사용 중에 일어나는 입자성장의 결과로서, 재료 미세조직은 소재의 물리적 성질에 직접적으로 영향을 미치고, 따라서 입자성장은 재료공학의 공통, 기초적 문제이고 응용면에서도 중요하다”고 언급했다.



새로운 ‘소결’ 현상 규명 연구에 매진

권위 있는 재료공학 분야 학술지에 게재되며, 10회의 기조, 주제 강연(Plenary and Keynote Lecture)과 100여회의 초청 강연으로 발표되는 등 그 연구의 우수성을 세계적으로 인정받았다.

특히 미세조직 발현 연구를 중심으로 2000년 이후 약 100편의 논문을 발표하고, 한권의 영문교과서와 두 개의 book chapter를 저술해 미국세라믹학회, 국제재료학회에서의 기조강연과 Gordon Research Conference에서 초청강연 등 국제학술회의에서 50여회의 기조, 초청강연을 하느라 분주한 한해 한해를 보내고 있다.

금속·재료분야 기술 발전 공로 인정

소결(Sintering) 및 다결정체 입자성장과 관련된 연구 분야의 세계적인 권위자로 강석중 교수는 알려져 있다.
“소결은 우리 생활과 밀접하게 이용되고 있다”며 “분말 성형체에 열을 가하면 입자의 크기가 커지면서 치밀화 되는 현상이다”고 정의한 강 교수는 “소결공정을 이용하면 다양한 종류와 형태의 부품을 제조할 수 있다”고 언급 한 뒤 도자기, 점토벽돌 등 전통 세라믹뿐 아니라 분말야금 부품, 전자세라믹(적층형 콘덴서, 바리스터 구조 세라믹 부품(절삭공구 팁, 반도체 제조용 치구) 등의 제조에 소결공정을 이용하고 있다.

특히 유융점이 높고, 취성이 강한 세라믹 소재 제조의 핵심 공정이기에 “분말 성형체를 소결하면 최종형태의 부품을 제조할 수 있어 소결은 최근 부품소재 산업에서 중요시 하는 ‘실형상 소재 부품’ 제조의 근간을 이룬다는게 그의 지론이다. “아무리 기초적이고 학술적인 성격을 띠는 연구도 얼마든지 훗날 산업 생산에 큰 영향을 미칠 수 있다”는 강 교수는 대학에서 하는 기초 연구의 중요성을 강조했다.

그는 “학위논문과 외부프로젝트를 통해 기초 연구를 바탕으로 제자들이 공을 쌓아 지금의 결과물을 낳은 것 같다”고 겸손하게 대답했다.

앞으로 “다결정 소재에서 미세조직과 그 소재의 물리적 성질과의 상관관계를 보다 더 연구 하겠다”며 “입계 결함(점, 선 결함)에 따른 미세조직 발현에 관련한 끊임없는 연구를 통해 신소재 제조에서 미세조직 조절에 활용될 수 있는 연구결과를 도출 하겠다”고 피력했다.

아울러 “삼성전기 산업체와 공동 연구가 진행 중”이라며, “미세 물질 조절에 중점을 두고, 기초적인 관점에서 문제를 파악해 나가겠다”고 밝혔다.
소결 현상은 산업에서 응용하는 분야가 다양해지면서, 휴대전화에 들어가는 1mm도 채 안 되는 소형 전자부품, 충격흡수 장치, 베어링 같은 자동차 부품 제작에 이 현상이 폭넓게 활용되고 있다.

예전 같으면 재료를 깎거나 주물에 넣어 부품을 만들었지만 전자기기나 기계가 점점 작고 정교해지면서 소결현상을 적극적으로 도입하기 시작해, 이제는 열을 활용하는 거의 모든 분야에 적용할 정도로 파급효과가 크다며, “빠르게 변화하는 산업계 제조과정에서 작고 큰 문제점들이 일어난다”며 “제조과정에서 일어나는 문제에 원인을 파악하는 것이 중요해 기초연구에 중점을 두고 연구하겠다 ”고 말했다.

한편 국내 금속 세라믹 신소재 부품제조 기술발전에 기여한 점이 높게 평가돼, 공학상 수상에 앞서 지난 3월 KAIST 특훈교수의 자리까지 올랐다.
KAIST 특훈교수는 세계적 수준의 연구업적과 교육성과를 이룬 교수 중에서 선발되는 최고의 명예로운 직으로 강 교수는 “정년 이후에도 비전임직으로 근무할 수 있어, 재료공학에 관한 교육과 연구를 끊임없이 하겠다”고 전했다.