한국전기연구원 나노융합기술연구센터 김대호 선임연구원이 마이크로파 가열을 위한 유전체 공진기 장비에 대해 설명하고 있다./전기연구원/

창원 소재 한국전기연구원은 전자레인지 등에 쓰이는 마이크로파를 고효율의 첨단 열처리 공정에 활용할 수 있는 ‘마이크로파 유도가열 기술’ 개발에 성공했다고 13일 밝혔다.

한국전기연구원에 따르면 나노융합기술연구센터 김대호 선임연구원팀은 1㎛(마이크로미터) 이하 전도성 나노박막을 1초 이내에 섭씨 1000도 이상으로 열처리할 수 있는 마이크로파 대역의 유도가열 기술을 개발하고, 최근 국내 관련 기업에 기술을 이전했다.

김대호 연구원팀이 개발한 ‘마이크로파 유도가열 기술’은 금속 등의 전도성 소재로 이뤄진 박막을 순간적으로 고온 가열할 수 있는 기술이다.

기존 유도가열 기술은 수십 kHz 수준의 주파수를 가지는 자기장을 만들어 금속 소재를 가열하는 방식으로, 1㎜ 이상의 두꺼운 소재에만 적용할 수 있었을 뿐, 1㎛(1㎜의 1000분의 1) 이하의 얇은 두께를 가지는 나노박막은 거의 100% 투과돼 가열할 수가 없었다.

또 기존의 마이크로파 가열 방식은 전도성 박막과 같은 소재에 마이크로파를 가하게 되면 박막 끝부분에 집중되는 전기장으로 인해 쉽게 방전이 일어나 손상되는 문제가 있어 활용하기가 어려웠다.

하지만 연구팀은 전자레인지에서 사용하는 2.45GHz의 마이크로파를 유도가열 방식으로 사용할 수 있는 기술을 연구해 고효율의 열처리 기술을 개발했다.

이 기술을 활용하면 열처리가 필요한 전도성 박막만을 선택적이고 순간적으로 고온 가열할 수 있다.

특히 나노미터 수준의 두께를 가지는 얇은 전도성 박막을 1초 이내에 섭씨 1000도 이상의 온도로 빠르게 열처리할 수 있다.

김대호 선임연구원은 “기술의 지속적인 연구를 통해 전도성 박막뿐만 아니라 반도체 박막 등 다양한 소재의 열처리가 가능하도록 개발할 계획”이라며 “마이크로파 유도가열 기술이 향후 관련 소재 산업에 새로운 발전 동력이 될 수 있을 것”이라고 기대했다.

김정민 기자 jmkim@knnews.co.kr