99.995% 초고순도 몰리브덴 정련기술·장비 개발


생기원-엔에이티엠, 몰리브덴 소재자립 기대

공동개발한 초고순도 몰리브덴 정련 장비 앞에서 생기원 박경태 박사(오른쪽)와 김인호 엔에이티엠 대표가 포즈를 취하고 있다.[사진=생기원]

[아이뉴스24 최상국 기자] 한국생산기술연구원(원장 이낙규)은 엔에이티엠(대표 김인호)과 공동으로 반도체, 기계공구 제조의 필수 원료인 몰리브덴을 99.995%의 초고순도로 정련할 수 있는 장비를 개발했다고 24일 발표했다.

몰리브덴은 내식성, 내열성, 전극성을 띄면서도 안정성이 높아 반도체, 디스플레이 기판 등에 적용되는 필수소재 중 하나다. 하지만 매장량이 적고 매장지가 세계적으로 편중된 희소금속이어서 원자재 수급이 원활하지 않다.

특히 정련공정을 거친 초고순도 몰리브덴의 경우, 매년 7천억 원 규모를 전량 수입에 의존하고 있는데, 그 중 60~70%를 일본에서 들여오고 있다.

생기원 한국희소금속산업기술센터는 2019년 6월 희소금속 자원부국인 우즈베키스탄 키르치크 지역에 ‘한-우즈벡 희소금속센터’를 설립하고 몰리브덴 공급 계약을 체결한 이후, 우즈벡산 중간 순도의 몰리브덴을 초고순도로 정련하는 기술을 개발해 왔다.

생기원 박경태 박사 연구팀은 희소금속소재 전문기업인 ㈜엔에이티엠과 함께 99.995%의 초고순도 구현이 가능한 ‘고융점 몰리브덴 정련기술·장비’ 를 국산화하는 데 성공했다.

연구팀이 개발한 장비는 ‘초고온 전자빔’을 사용해 몰리브덴을 초고순도로 정련하는 기술이다. 진공 챔버 안에서 전자빔을 쏘면 내부가 약 6,000℃로 상승하고 내부 물질의 기체화가 빨라지는 원리를 적용했다. 이 과정에서 몰리브덴의 녹는점인 2,600℃보다 기화점이 낮은 불순물들은 기체가 되어 날아가고 99.995% 초고순도의 액체 몰리브덴만 남아 잉곳(Ingot) 형태로 만들 수 있다.

연구팀은 현재 연구실 규모의 기술을 개발 완료하고 12㎝ X 1m 크기의 잉곳 제작이 가능한 파일럿 플랜트 실증 테스트를 진행 중이라고 밝혔다. 또한 수많은 공정변수를 수정·조율해 양산을 위한 최적화 단계로 진입했으며, 향후 1년 내 시제품 제작까지 가능할 것으로 내다봤다.

생기원 박경태 박사는 “소부장 이슈로 국산화 전례가 없는 몰리브덴 연구에 나서게 됐다”며, “상용화에 성공한다면 전방산업이 튼튼한 국내 제조업이 더 큰 경쟁력을 갖추는 계기가 될 것”이라고 말했다.

엔에이티엠 김인호 대표는 “중소기업의 부족한 R&D 역량을 생기원과의 협력으로 극복하고 있다.”며, “99.995% 초고순도의 몰리브덴은 100~200배의 고부가가치 소재로써, 매출 1천억 달성은 물론 글로벌 소재·장비업체로 도약할 수 있는 기반이 될 것”이라고 기대했다.

/최상국 기자(skchoi@inews24.com)







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