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분말야금이란?
강석중(한국과학기술원 신소재공학과 교수/ 한국분말야금학회 9대 회장)

분말야금은 금속 및 세라믹 분말과 분말 성형체의 제조, 소결과 가공을 포함한 일련의 모든 공정을 말하며, 소결 제품의 평가와 분석도 포함한다. 결국 분말에서부터 어떤 요구되는 형상, 특성, 조직을 가지는 최종 제품을 만드는 일련의 공정이라 할 수 있다.
분말야금 공정은 크게 분말의 제조 단계, 준비된 분말의 성형 및 소결을 포함하는 분말의 가공 단계, 그리고 완성된 제품을 분석 및 평가하는 단계의 3가지 단계로 분류할 수 있다. 첫 번째인 분말의 제조는 원료인 분말을 기계적, 화학적 방법을 비롯한 다양한 방법으로 생산하고, 가공 단계 이전의 분말의 특성 분석 등을 이야기 한다. 이때에는 안전성과 보존성을 고려하여 분말을 취급하여야 한다. 두 번째 단계는 가공으로서 전 단계에서 제조된 분말의 조성, 크기 및 형상을 기준으로 하여 원하는 형상 및 특성을 얻기 위한 공정이다. 보편적으로 원하는 형상을 성형하기 위한 압축과 분말 성형체의 소결이 주를 이루지만, 최근에는 산업화의 가속화로 인한 다양한 형태와 특성의 제품들이 요구되면서 분말 압출 성형이나 Hot Pressing(HP) 등의 공정들이 개발되어 응용되고 있으며 기술의 진전이 빠르게 이루어지고 있다. 최종 단계로서는 생산된 제품의 미세조직, 강도, 전기 전도도 및 비저항 등과 같이 물리적, 기계적 화학적, 전기적 특성을 평가하고 분석하는 공정이라 할 수 있다.
이와 같은 세 가지 과정은 서로 분리하여 생각될 수 없다. 최종 제품의 요구되는 형상 및 특성에 따라 분말의 조성, 제조법 및 입도가 정해져야 하고, 그렇게 정해진 조건에 의하여 제조된 분말의 특성에 따라 적절한 가공법 및 가공 조건(온도, 압력, 분위기 등)들이 결정되기 때문이다. 분말의 종류와 그 제조과정이 성형이나 소결공정에 큰 영향을 미치기 때문에 최초 단계에서 제조되는 분말의 변화는 두 번째 단계인 가공 공정에서의 변화를 일으키고, 최종적으로 특성의 변화를 야기한다. 결국 분말야금의 제조, 가공, 분석의 세 단계는 일방적인 과정의 진행이 아닌 상호 의존성이 강한 공정이라 할 수 있다.
분말야금은 고품질의 복잡한 형상의 부품을 경제적으로 용이하게 제조할 수 있다는 장점을 가지고 있어, 산업 현장에서 매우 폭 넓게 사용되고 있다. 이는 분말야금 공정의 넓은 응용성과 경제성 등의 특징 때문이다. 특히 복잡한 형상의 부품을 용이하게 대량으로 제조할 수 있어 경제적이며 다른 공정으로는 제조하기 힘든 부품(예를 들어 고융점소재 부품)도 제조할 수 있는 장점이 있다.