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중소기업 기술로드맵 조회결과

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금속 및 세라믹소재

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고기능성 금속소재
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

고기능성 금속소재 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 고기능성 금속소재는 금속재료의 층상조직의 분(powder), 플레이크(flake), 박(foil) 또는 금속재료의 나노 분말 및 이를 함유하는 소재
  • 범위 : 금속분말은 다양한 형상(구형, 불규칙형, 수지상형, 플레이크형) 및 특성(철 및 철계 분말, 비철분말)으로 구성되며, 부품산업, 전기/자기 재료, 페이스트, 전지재료, 세라믹 복합재료, 의료 및 방위산업용품 등 전 산업분야에 걸쳐 널리 사용 가능하고 최근 금속분말을 10만분의 1미터 크기로 가공하는 금속나노산업이 각광
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발 테마제품분류 관점세부기술
고기능성 금속소재 원소재 - •고순도 타이타늄
- 타이타늄 합금
- 3D 프린팅용 분말
항공기용 부품 - 고강도 항공기용 부품
플랜트용 부품 - 고 내식성 플랜트용 부품
의료용 부품 - 인공관절, 임플란트

[ 공급망 관점 기술범위 ]
주요제품 분류표
기술개발 테마공급망 관점세부기술
고기능성 금속소재 제련, 정련 - 조금속, 스펀지
합금 및 소재 - 타이타늄 합금
후속처리 - 열처리 제품, 표면처리 제품
재활용 - 재활용, 스크랩 정제 제품
3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망

(1) 세계시장
- 타이타늄 소재시장은 과거 국방, 우주·항공이 주요 수요산업이었으나, 최근에는 조선·플랜트, 자동차, 의료 등으로 사용처가 확대되며 지속 성장 중
- 타이타늄 합금 세계 시장 규모는 2014년 1,590억 달러 규모를 형성하였으며, 이후 급성장을 통해 2020년 2,000억 달러 규모까지 성장할 것으로 전망

[ 고기능성 금속소재 세계시장규모 및 전망 ]

(단위 : 백만 달러, %)

제품 시장현황 및 전망
구분'16'17'18'19'20'21CAGR
세계시장 8297.0 8635.0 8967.0 9326.0 9699.0 10021.2 3.3

* 출처: Signals and Systems Telecom(2014)

[ 고기능성 타이타늄 합금 세계시장현황 및 전망 ]

(단위: 백만 달러, %)

제품 시장현황 및 전망
구분2013201420152020CAGR
시장규모
(백만달러)
1,532.74 1,589.75 1,639.60 2,044.78 4.39
소비규모
(Kt)
241.77 348.30 255.11 301.00 3.36

* 출처: High Performance Alloys Market By Alloy Type, Market and Market, 2015.11.03.

타이타늄이 적용되고 있는 주요산업을 살펴보면 항공산업 분야가 전체 사용량의 36%를 차지할 정도로 높아, 미국 항공산업의 수요에 따라 타이타늄 가격이 변동이 일어남

전력변환장치 기술로드맵

(1) 국내시장
- 국내 항공산업의 경우 항공용 Ti합금 기체 및 엔진 부품 시장은 급성장 추세에 있음

[ 민항기 기체 부품 국내 생산액  
제품 시장현황 및 전망
2012년2013년2014년2015년2016년2017년2010년(추정)
805 1,166 1,389 1,596 1,762 1,856 2055

전력변환장치 기술로드맵

* 출처: Titanium Metal: Market Outlook to 2018, Sixth Edition, 2013, Roskill Information Services 재료연구소 자체 조사 자료(타이타늄 기술교류회 자료 등)

4.기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 해외업체동향
- 고특성 희소금속소재 관련 주요 해외 업체로서는, 타이메탈(인도), Umicore(벨기에), Heraeus(독일), Jhonson Mattehy(영국), Tanaka(일본), Hemlock(미국), 포강희토(중국), Molycorp(미국) 등
- 일본 원자력 연구개발기구와 아사카 이화학연구소는 일본 원자력 연구개발기구가 개발을 진행하고 있는 ‘에멀전 플로우법’(Emusion Flow)을 이용해 광학 유리 폐기물과 저품위 희토류 원료에서 산처리 등에 의해 용출시킨 희토류를 저비용, 고효율로 순도 99.999%(5N)까지 분리·정제하는 데 성공함
- 일본이 희토류 자석, 형광체 등의 희소금속소재의 재활용 기술을 선도적으로 진행 중
-유럽의 오스람 역시 형광체를 포함한 조명 재활용 사업을 실시하고 있는 것으로 보고됨
- 폐 리튬이차전지의 재활용 업체 및 기술 증가

(2) 국내업체동향
- 연구소기업인 하이퍼나인은 연구소기업은 6N급 갈륨 및 인듐 금속 제조, 4N급 몰리브덴 및 귀금속 고 순도화에 주력함으로써, 기존 모기업 사업 분야(4N 갈륨 금속 제련)와의차별화를 꾀함은 물론, 신규시장(Blue Ocean)을 개척
- 희토류금속은 사용량이 적기 때문에 스크랩 또는 폐기물로의 발생량이 적고, 추출 기술이 어려운 편이어서 재활용도 어려운 실정으로, 재활용을 위한 분리기술, 선별기술이 비교적 미진한 상태
- 한국생산기술연구원은 수소플라즈마를 이용한 제조 방식을 이용하여스크랩에서 타이타늄 재활용 잉곳을 만드는 기술을
- 한국전력공사는 석탄재를 활용하여 고부가가치 희소금속인 리튬을 대량 생산 추출하는 기술을 개발
- 한국메탈실리콘은 한국기초과학지원연구원 등과 희소금속인 탄타륨 분말소재 국산화를 위한 제조 기술 및 장비 개발 MOU를 체결
- 부산대학교 나노그리드 소재융합연구단은 해수내 니켈 등과 같은 희소금속을 흡착할 수 있는 실리카 기반의 다공성 흡착소재를 개발함

5.핵심요소기술 선정

확정된 요소기술을 대상으로 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정

[ 고특성 희소금속소재 ]

핵심기술 선정결과
분류핵심요소기술개요
희소금속 가공기술 촉매용 희소금속소재 제조기술 촉매, 가공,
희소금속이 포함된 고특성 비철금속소재 고부가가치, 희토류 활용
희소금속 제련기술 희소금속 추출, 회수 및 재활용 기술 희소금속 추출, 회수, 재활용
희소금속 제련/정련기술 제련, 정련
희소금속 대체/저감 기술 대체, 저감 기술
희소금속 후속처리 기술 희소금속이 포함된 형광소재 제조기술 형광소재, 기능성 소재
희소금속 자석소재 제조기술 자석소재, 자석소재 제조