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물질의 접합과 코팅에 대한 산 인산알루미늄 리뷰(Review: Acid aluminum phosphate for the binding and coating of materials)

전문가 제언: □ 산 인산알루미늄은 H3PO4와 Al(OH)3의 액체용액으로서 산의 비율은 메타인산알루미늄[Al(PO3)3]과 오르토인산알루미늄(AlPO4)을 형성하는 데 필요한 것 이상이다. 따라서 산 인산알루미늄에서 P/Al 몰 비는 3보다는 아주 높고 23일 때가 섬유성 또는 개개입자 성 물질들의 접합에 가장 효과적이다.

□ 가열온도와 그 산 인산염과 그 물질간의 가능한 상호작용 또는 반응에 의존하여 접합 또는 코팅 된다. 메타인산알루미늄은 500~800oC에서 가열된 뒤에 일반적으로 형성되는 결정상이다. 물질들의 접합과 코팅은 공업물질들의 개발과 개선에 중심과제이다. 접합은 접합제로 알려진 물질을 사용하여 결합시키는 것이다.

□ 접합제에 대하여 낮은 접합제 비율로 효과적이어야 하고 그 접합제는 인접입자들 또는 섬유들 중에 연결되는 점들 이외의 다른 자리에는 있지 말아야한다는 것이 바람직하다. 폴리비닐알코올, 테플론 및 아크릴과 같은 폴리머접합제들은 약 200oC이상의 온도를 견뎌낼 수 없다. 종래의 세라믹 접합제에는 옥시황산염, 옥시염화물, 규산나트륨 수경성 시멘트 등이 포함 된다.

□ 다공성 세라믹들의 동공크기는 0.1~50μm이다. 그 동공크기가 크면 클수록 액체이든지 또는 기체이든지 유체들에 대한 투과도는 더욱더 높다. 큰 동공크기는 여과에 의해서 작은 입자들의 제거(석유화학에서 고열기체 여과에 대한 필요)와 다공성 세라믹을 통해 확산으로 액체의 분산(폐기된 물 처리, 분산 굴리기 및 지문법에 대한 인주에 대한 필요)에 대하여는 바람직하지 못하다.

□ A23산 인산알루미늄 접합제(4.1wt%)는 알루미늄-매트릭스 복합물에 대한 예비형성물을 만들기 위해 SiC 위스커와 같이 사용되었다. 그 SiC 위스커 예비형성물은 78%의 다공성을 갖는다. 열처리 뒤에 결정성 접합제상들(메타인산알루미늄 또는 오르토인산알루미늄), 접합제-SiC 반응생성물(SiP2O7) 및 접합제-Al 반응생성물(AlP)이 SiC 위스커들에 대해 보호를 제공한 것이 결정되었다.

□ 다공성은 섬유성 품목들에서는 45~90%이고 각각미립자품목들에서는 25~82%이었다. 각각미립자품목들의 61%이상 다공성은 탄소입자를 첨가하고 그다음 그것들을 연소로 제거하여 얻는다. 그 접합제 비율은 섬유성 품목들에서 3~10wt%이고 각각미립자품목들에서 ~0.1wt%이다.

□ 인산칼슘과 인산크롬코팅들은 부식보호와 유기코팅에 대한 부착의 향상을 위해 Al, Ti 등의 금속들에 적용된다. 오르토인산알루미늄(AlPO4)코팅은 광학적 효과를 얻고 화학적 및 마멸내성을 향상시킬 목적으로 유리위에 염화알루미늄과 인산의 반응에 의해 얻었다. 12 또는 23의 P/Al 몰 비를 갖는 산 인산알루미늄은 산화보호의 목적으로 코팅물질들 특히 흑연에 대해 모두 효과적이었다.

□ 물질들의 접합과 코팅은 공업물질의 개발과 품질개선에 중심과제이다. 산 인산알루미늄의 접합과 코팅에 관한 상세한 이해와 그 지식은 품질개선의 다양성, 낮은 생산가, 다공성조절과 투과도, 접합제비율 조절 등 최적의 접합 및 코팅제들을 제조기술개발 할 수 있고 그 활용은 산업발전에 크게 기여할 것이다.

저자: Chung, D.D.L.
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