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접착 및 코팅재료로서의 산-알루미늄 인산염(Acid aluminum phosphate for the binding and coating of materials)

전문가 제언: □ 산업적으로 주로 사용되는 알루미늄 인산염(MAP형) 접착제는 내화성 산화물(알루미나, 산화크롬)-SiC 코팅의 접착제로 많이 사용된다. 알루미나 인산염 접착제는 수산화알루미늄과 85%의 오소(otho)인산의 여러 가지 몰 비를 조합하여 합성한다. 산화물 세라믹의 코팅 접착제는 알루미늄 인산염의 몰 비(Al/P)에 따라서 접착효과가 달라지므로 여러 가지 몰 비에 따른 접착효과가 극대화 되는 최적의 몰 비를 탐색하기 위한 실험이 수행되어야 한다.

□ Al/P비가 1.4:3의 알루미늄 인산염 접착제를 60~1,000℃로 가열할 때의 온도의 영향을 보면, 100.7℃ 및 217.7℃에서 두 개의 흡열 피크가 관측되었다. 이외 더 넒은 온도범위의 TG/DTA분석 결과로부터 가장 안정적이고 효과적 결합 상을 확인하여 유기 폴리머 접착제가 사용될 수 없는 온도영역에서 사용할 수 있는 온도범위와 조건의 제시가 필요하다.

□ Al/P비가 1.3:3~1.4:3범위에서 세라믹 코팅의 마모저항성이 양호한 것으로 나타났으며, 이 비가 1.2:3보다 낮을 때는 과잉의 인산은 접착제 주요 상인 AlH3(PO4)2ㆍ3H2O 부근에 잔류하게 된다. 잔류하는 인산은 기질의 철과 반응하여 수소를 발생하고 이 수소는 세라믹코팅의 기공을 증가시킨다. Al/P비가 1.4:3 이상이면 Al(OH)3이 주요 접착상인 Al(H2PO4)3 근처에서 관측된다. 잔류 Al(OH)3이 많으면 세라믹 입자와 접착제간의 결합력을 약화시키기 때문에 Al/P비는 1.3:3~1.4:3범위로 제어한다는 것을 암시하고 있으므로 이 결과는 실제목적에 사용할 때 하나의 지침으로 제공할 수 있다.

□ XRD측정결과 소량의 결정형 Orthophosphate가 Metaphosphate에 부가하여 생성되어 있음을 나타낸다. 이는 알루미나 코팅의 밀봉 메커니즘이 축합된 인산염에 의한 접착력뿐만 아니라 알루미나 코팅과의 화학결합 결과로 믿어진다. 그러므로 알루미나 코팅에서의 밀봉의 신뢰할 만한 상(相)을 결정하기 위해서는 XRD측정뿐만 아니라, AEM (Analytical transmission Electron Microscopy, 분석투과전자현미경법)과 같은 기법을 병행 하여 심도 있는 추가연구가 필요하다.

저자: Chung, D. D. L.
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