As a novel strategy of designing alloys, the concept of multiple-principal elements alloys has promoted an emerging development of alloys in undiscovered compositional areas. As a result, multiple-principal elements alloys have been reported to show various beneficial properties such as high fracture toughness, high-temperature strength, excellent strength-ductility balance as outstanding structural materials. However, until now most of the research has focused on understanding and optimizing their mechanical properties for structural applications. In this dissertation, we used this alloy design approach to soft magnetic and thermoelectric materials. Especially, we used advanced characterization such as atom probe tomography and transmission electron microscopy to understand the structure-property relationship. As a result, we revealed the effect of nanostructures and their compositions on their functional properties. We expect that the correlative characterization approach proposed in this dissertation could be competently used for revealing the structure-property relationships in wider field of materials science.
기존의 전통적인 합금 설계방식과는 차별화된 다중 주원소 합금설계 방법론의 등장으로 새로운 조성영역에서의 합금설계가 활발히 진행되고 있다. 그 결과, 다중 주원소 합금은 저온에서의 높은 파괴인성, 고온 강도, 높은 항복강도 등 구조재료로써 우수한 특성을 가진 것으로 보고되고 있는 반면 기능성 재료로의 응용에 대해서는 많은 연구가 이루어지지 않았다. 본 학위논문에서는 다중 주원소 합금을 기능성 재료인 연자성체, 열전재료로 활용을 위한 연구결과를 제시하였다. 특히, 재료과학의 정수, 구조-특성관의 상관관계를 파악하고자 3차원 원자 단층 현미경과 투과전자현미경 등의 첨단 분석법을 활용하였고 이를 제일원리, 상평형 계산 등의 다양한 기법을 통하여 다각도로 해석하였다. 그 결과, 나노스케일에서 일어나는 나노구조 및 조성의 변화가 자성특성 및 열전특성에 미치는 영향에 대해 밝혀냈고, 앞으로 재료가 더욱 복잡하고 작아지는 상황에서 이러한 첨단분석방법은 더욱 핵심적인 역할을 수행할 것으로 기대된다.
