국내 연구진이 전자레인지 등에 쓰이는 마이크로파를 고효율의 첨단 열처리 공정에 활용할 수 있는 첨단 기술을 개발했다.

13일 과학기술정보통신부에 따르면 김대호 한국전기연구원(KERI) 선임연구원팀은 1㎛(마이크로미터) 이하 전도성 나노박막을 1초 이내에 섭씨 1000도 이상으로 열처리할 수 있는 마이크로파 대역의 유도가열 기술을 개발, 국내 관련 기업에 기술이전했다.

연구팀은 높은 유전상수를 나타내는 유전체로 마이크로파 공진기를 구성해 자기장 패턴을 만들어 내는 방법으로 마이크로파 유도가열 기술을 개발했다. 전도성 박막이 있는 기판을 공진기 위에 올리기만 하면 가열할 수 있어 아무리 넓은 기판이라도 가열 위치를 옮기며 스캐닝하는 방법으로 열처리할 수 있다.

이렇게 열처리된 금속 박막의 전도도는 30%가량 향상된다. 열처리 공정속도도 획기적으로 높아진다. 특히 기존에는 할 수 없었던 고온 열처리 공정도 가능해 기존 성능을 뛰어넘는 새로운 소재 공정도 가능하다.

개발된 마이크로파 유도가열 기술은 공급되는 전기에너지에서 열에너지로 전환되는 효율이 70%에 이를 정도로 뛰어난 에너지 전환 효율을 나타낸다. 또한 고온이 필요한 나노미터 수준의 박막만을 가열할 수 있어 전체 공정 에너지 효율도 기존의 가열 방식들보다 대폭 높아진다. 

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.