筑波대학 물질공학계의 水林博 교수, 谷本久典 강사, 하오틴 대학원생은 아몰퍼스(비정질) 합금을 실온 이하에서 결정화할 수 있는 현상을 발견했다. 특정한 주파수의 펄스 통전에 의해 원자의 밀도가 높은 영역을 동요시켜 ‘고체내 여기장’이라고 불리는 결정화 등의 현상을 일으킨다. 지금까지 없었던 신물질의 창제와 난가공재의 변형 등에 대한 응용을 기대할 수 있을 것 같다. 시료는 주로 두께 20마이크로미터의 티탄 구리합금(원자비 1:1), 파라듐 실리콘 합금(원자비 4:1), 지르코늄 구리 알루미 합금(원자비 6:3:1)을 이용, 전류의 감쇠 구조를 제어하는 ‘콘덴서 방전법’으로 실험했다. 지금까지의 실험에서는 100~1,000헬츠 영역의 펄스 통전에서 원자의 밀도가 높은 영역을 동요시키기 쉽다는 것을 확인했다. 1평방미터 당 10억 암페어 이상의 전류를 이용하면 “1회 펄스 통전으로 결정화가 크게 진행된다”(水林 교수). 결정화는 몇 번의 통전으로 거의 끝난다. 나노사이즈의 가는 결정이 생긴다는 것이 특징이다. 실온 이하의 아몰퍼스 합금은 지금까지 결정화할 수 없다고 생각되어져 왔지만 이번에 시료의 전기저항이나 X선 회절을 조사한 결과, 결정화해 있다는 것을 확인했다. 티탄 구리 합금에 대해서는 액체질소온도(마이너스 196℃)의 시료에서도 결정화를 확인했다. 또 전류치를 1평방미터당 1억 암페어 정도로 하면 시료를 소성변형할 수 있고, 동 1,000만 암페어 정도라면 시료의 탄성률을 바꿀 수 있다는 것도 알았다. 아몰퍼스 합금을 실온 이하에서 결정화할 수 있기 때문에 지금까지 얻지 못했던 신물질을 창제할 가능성이 있는 이외에 소성변형에 대해서도 “지금까지 가공이 어려웠던 재료를 변형시킬 수 있는 가능성이 있다”(동)고 말하고 있다. (NK)