테이프 캐스팅과 반응성 결합에 의한 Si/SiC 코팅 Cf/SiC 복합체- 카본 농도 효과
- 전문가 제언
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○ Cf/SiC 두꺼운 다공성 박막은 테이프 캐스팅에 의해 제조되며 고밀도 Si/SiC 코팅은 Cf/SiC 박막 테이프 속으로 실리콘을 주입하므로 성공적으로 제조되었다. 10∼20㎛ 두께의 중간층은 액체 Si과 카본사이 반응으로 제조되어 강한 결합을 이룬다. Si/SiC의 HV 강도와 표면요철은 각각 16.29 ± 0.53GPa와 2.164nm으로 우수한 강도와 요철 특성을 나타낸다. 낮은 표면요철 특성으로 우주광학에 적용이 기대된다.
○ Cf/SiC 기판위에 제조된 Si/SiC의 표면은 2.164nm의 대단히 낮은 표면요철을 나타낸다. 표면은 연마 공정을 거치므로 낮은 표면요철을 갖기 위해서 강도가 강한 SiC 보다 강도가 낮은 Si 성분이 연마 정도를 높이기 용이하다. Si 용융 온도는 1414℃으로 용용 Si 반응조건을 1550℃에서 30분보다 1650℃ 30분으로 설정하므로 Si성분을 많게 하는 것이 필요하다. 1650℃에서 Si XRD 피크 세기가 1550℃ 보다 10∼20% 정도 높은 결과를 보여주고 있다.
○ Cf/SiC 관련 세라믹 복합체 시장 규모는 2010년 말 8억7,000만 달러로 2015년 까지 매년 8.3% 수준으로 성정해 2015년 말에는 13억 달러 규모의 시장으로 성장이 예상된다(신소재 경제신문 2014년2월). 성장주도 분야는 구조 세라믹으로 정밀기계, 자동차, 방위, 우주항공 등에 핵심부품소재로 적용된다. 효성은 전주에 ‘탄소 클러스터’ 단지에 SiC 세라믹 복합체 재료의 기본이 되는 탄소섬유(Cf) 공장 증설을 위해 2020년까지 1조2000억원을 투자할 예정으로 향후 발전이 기대된다.
○ 2011년∼2015년에 걸쳐서 에너지, 우주, 반도체 등에 관련한 Cf/SiC 국과 R&D 과제는 8건으로 약 80억 규모 사업이다. 민간기업이 3건, 연구기관이 4건, 대학이 1건이다 (NDSL). 본 논문에서 Si/SiC 복합체의 강도는 16.29 GPa으로 종래에 비해서 10배 이상 높은 강도를 보여준다. 또한 낮은 표면 요철로(2.154nm)로 우주정밀장치분야에 적용이 용이하다. 국내 우주 산업발전을 위해서 Cf/SiC 연구를 기반으로 하는 고정밀 Si/ SiC 복합체 개발을 위한 국가과제수행이 필요하다.
- 저자
- Shengxing Song, et al.
- 자료유형
- 니즈학술정보
- 원문언어
- 영어
- 기업산업분류
- 재료
- 연도
- 2016
- 권(호)
- 42()
- 잡지명
- Ceramics International
- 과학기술
표준분류 - 재료
- 페이지
- 15811~15817
- 분석자
- 박*식
- 분석물
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