관리번호

핵심방산소재-001

개발유형

Spin-on (  ), Spin-off (  ), Spin-up (O)

과제명

3D 망상구조 고효율 압전·세라믹 복합체 개발

1. 필요성

ㅇ 미래 국방 시설 및 장비는 무인化, System化, 지능化 추세.

- 미래 군 전투력은 [육군] IT化, [해군]Network化, [공군]Smart Skin化에 의해서 결정.

ㅇ 미래 군 전투기술력 향상을 위해 핵심 압전복합체 소재기술 확보 필요.

- Mobile Self Power Supply, 수중통신 Multi-Sonar,  Smart-skin Actuator 용도의 핵심소재.

ㅇ 핵심 소재 확보를 위해 장기간 연구개발 및 국방기관의 협조 필요.

- 전 세계적 관련 연구 진행 중, 국내 기 확보된 원천기술 활용 독자적 핵심소재 기술개발

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 고감도 Piezo-Crystal / 프리폼 및 이를 활용한 압전복합체 소재 개발

- 고감도 Piezo-crystal 소재 개발 : High d33 및 고 물성 균일도 보유 소재

- Piezo-Preform (Fiber 및 3D 망상구조) 제조기술 개발

- Piezo-Preform 소재 개발 : 고 종횡비 Piezo-Fiber 및 3D 망상구조 Preform

- 고성능 압전복합체 소재 개발 : 3D 망상형 및 Macro-fiber flexible composite(MFC)

ㅇ 개발목표

핵심 소재 성능지표		단위	달성목표
1	Piezo-crystal 압전상수 (d33)	pC/N	3,500
2	Piezo-crystal 유전상수	-	10,000
3	Piezo-crystal TRT / 물성균일도	oC / %	>120 / ±2.5
4	Piezo-fiber 직경 / 길이	mm	≤0.8 / ≥100
5	3D 망상 Preform Size (L*W*T)	mm	200*200*10
6	3D 망상 Preform 종횡비 (H/D)	-	10
7	음향복합체 음향성능지수 (dh*gh)	10-15m2/N	80,000
8	음향복합체 음향임피던스	Mrayl	4
9	MFC Peak work-energy density	in-lb/in3	1,000

3. 적용 가능분야

ㅇ 국방분야 :

- 육군용 Mobile Self-Energy Harvesting Device 및 미래 전투기 진동제어용 압전 액추에이터

- 수중 망 통신 작전용 광대역 음향센서, 무인 잠수정 및 요격어뢰 등의 음향센서

ㅇ 산업분야:

- 비파괴 검사 및 산업계측용 센서분야, 우주/항공 및 산업용 정밀 제어 액추에이터 분야

- 의료용 및 치료용 초음파 진단기, Oil 및 Gas 탐사, 철도 및 자동차/선박용 초음파센서 분야

4. 파급효과

ㅇ 기술적 측면 :

- Piezo-crystal 및 압전복합체 원천소재 개발로 독자적인 관련 기술력 향상

- 핵심 소재기술 확보를 통한 미래 군 전투기술력 향상

- 한국 해양환경 특성을 고려한 미래 수중 네트워크 중심 작전 수행능력 향상

ㅇ 경제적 측면:

- 유망 핵심 소재산업의 육성으로 소재-부품산업 선순환 실현 및 대외경쟁력 향상

- 핵심소재의 수입대체 및 고부가가치화로 산업체 매출증대, 신규 고용 창출

- 핵심 소재의 다양한 미래 응용분야 창출로 시장경제 활성화

5. 추진체계/연구기간 및 연구비

ㅇ 추진체계

- 주관기관 : 산업체 또는 연구소

- 참여기관 : 제한 없음

ㅇ 연구기간 및 연구비

- 연구기간 :  2013년~ 2020년(7년간)

- 정부출연금 : 10억원/년

관리번호

핵심방산소재-001

개발유형

Spin-on (O), Spin-off (  ), Spin-up (  )

과제명

산화물 분산강화(ODS) 금속재료

1. 필요성

ㅇ 국방분야

- 초고속 유도무기의 기체 및 추진엔진에 사용되는 소재의 내구한계 확대 필요

ㅇ 산업분야

- 전량 수입에 의존하는 가스터빈엔진에 사용되는 내열소재의 국산화 개발필요

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 :  Y2O3 산화물입자 분산강화 합금소재 및 제조기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 소재 성능지표		단위	달성목표	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	상온 인장강도	MPa	960이상	960 (미국/INCO,오스트리아/Plansee등)
2	고온(980℃) 인장강도	MPa	160이상	160
3	고온 응력-파단강도 (980℃/100hrs)	MPa	130이상	130

3. 적용 가능분야

ㅇ 국방분야 :

- 초고속 유도무기 기체 및 엔진(램제트/스크램제트)

ㅇ 산업분야:

- 항공기 엔진, 가스터빈엔진 부품, 원자력발전소 핵연료 피복관

4. 파급효과

ㅇ 기술적 측면 :

- 산화물분산강화 합금소재의 합금설계 및 제조기술 기반 확보

ㅇ 경제적 측면:

- 초고속 비행체 내열소재 국산화에 의한 안정적 부품 확보, 수입 대체효과

5. 추진체계/연구기간 및 연구비

ㅇ 추진체계

- 주관기관 : 산업체 또는 연구소

- 참여기관 : 제한 없음

ㅇ 연구기간 및 연구비

- 연구기간 : 2013년 ~ 2018년(5년간)

- 정부출연금 : 14억원/년

관리번호	핵심방산소재-001			개발유형	Spin-on ( ), Spin-off ( ), Spin-up (O)
과제명	육상 병기/수송기기용 고비강도 경량 철강소재 개발
1. 필요성
ㅇ 전차, 장갑차를 포함한 육상 병기/수송기기의 경량화 추세에 따라 기동력과 작전 수행능령 향상, 운영비용 절감을 위해 기존 철강소재 대비 강도가 높으면서도 밀도가 낮은 고비강도 철강소재의 중요성이 높아짐 ㅇ 철강소재의 경량화는 치환형 경량원소를 첨가하는 방법이 효과적이나, 그에 따라 미세조직 및 기계적 특성이 크게 변화하므로 우수한 강도, 인성 등의 특성을 안정적으로 얻기 위하여 장기적인 소재 개발 및 상용화 연구가 요구됨. ㅇ 군수용 고비강도 경량 철강소재의 개발은 향후 민수용 자동차를 포함한 수송기기 와 건설장비 등 경량화 요구가 더욱 높아질 산업 분야에 적용되기 쉬워 연관산업 파급효과가 클 것으로 예상됨.
2. 연구목표
ㅇ 최종목표 : - 기존 철강소재 대비 15% 이상 가벼운 고강도 철강소재 개발 . 밀 도 : 6.69 g/㎤ 이하 (※기존 철강소재 밀도 : 7.87 g/㎤) . 인장강도 : 1.2 ㎬ 이상 ㅇ 개발목표 : - 저밀도화 합금설계 기술 개발 . 밀도감소율 15% 이상, 저원가형 성분계 설계 . 구성상의 종류 및 분율, 상안정도 예측 기술 . 기계적/물리적 특성 예측 기술 - 미세조직 및 강화기구 제어를 통한 고강도, 고인성화 기술 개발 . 나노스케일 미세조직 구현 기술 . 상변태 및 제2상 형성 kinetics 제어 기술 . 정적/동적 강화기구 제어 기술 . 취화 억제 기술 - 접합성능 향상 기술 개발 . 접합성능 평가 및 접합공정기술 개발 . 접합조건 DB 구축 - 고비강도강 상용화 제조기술 확보 . Pilot scale 제조기술 확립 . 양산 공정을 통한 소재 및 시제품 제조
3. 적용 가능분야
ㅇ 국방분야 : - 전차, 장갑차, 수송용 트럭의 구조 부재 및 장갑판 - 유도무기 부품, 무인정찰기 등에도 활용 가능 ㅇ 산업분야 : - 승용/상용 차량의 차체 및 샤시 부품 - 건설장비 프레임 및 구조부재 등으로 활용 가능
4. 파급효과
ㅇ 기술적 측면 : - 전차, 장갑차, 수송용 트럭의 기동성 및 작전수행능력 향상 - 고비강도 경량 철강소재 개발로 방위산업 기술경쟁력 향상 ㅇ 경제적 측면: - 차량 및 건설장비의 연비 향상을 통한 에너지 절감 및 온실가스 배출량 감축 - 수송기기 및 건설장비 등 관련 산업 경쟁력 향상을 통한 수출 증대
5. 추진체계/연구기간 및 연구비
ㅇ 추진체계 - 주관기관 : 산업체 또는 연구소 - 참여기관 : 제한 없음			ㅇ 연구기간 및 연구비 - 연구기간 : 2013년 ~ 2018년(5년간) - 정부출연금 : 10억원/년