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*미세구조 제어에 의한 질화규소 세라믹스의 고기능화 (Development of high performance silicon nitrides via microstructural control)
- 전문가 제언
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□ 질화규소는 소결 때 α상에서 β상으로 상전이 하는데, β상을 c축 방향으로만 선택적으로 발달시킨 소결체의 조직이 우수한 기계적 성질을 갖고 있다는 것을 알게 되었다. 이렇게 배향구조를 가진 질화규소 소결체는 인성과 강도 값이 크고 열전도성이 우수하므로 열적 기계적 특성을 겸비한 재료로서 새로운 자동차엔진 등의 용도가 기대된다.
□ 배향구조를 가진 질화규소 소결체를 제조하는 과정은 원료분말에 β상의 종자 결정과 융제 성분의 소결조제를 첨가하고, 혼합분말을 압출 성형한 후, 질소가스 분위기 중에서 1,800℃로 가열처리 하는 소결체의 제조 프로세스를 개발 하였는데, 추가로 가공성 문제의 검토가 수반되어야 하겠다.
□ 배향구조 소결체의 파괴인성의 향상은 균열이 진행하는 면에 수직으로 커다란 β상의 주상 입자를 배향시킴으로써 인성향상에 기여한다고 보고 있고, 강도의 향상은 주상 입자를 면내에 배향함으로써 파괴의 기점으로 작용하는 구조의 결함(缺陷)을 억제하는 효과가 있다고 생각하고 있는데, 결정 입자간의 미세한 기공의 영향도 크다는 것을 관과해서는 안 될 것이다.
□ 배향구조를 갖는 질화규소 소결체는 종래의 질화규소 소결체 보다 더욱더 열전도율을 향상시킴으로써 고온 구조재의 내 열 충격 향상 효과를, 기계의 슬라이딩 재료용으로는 마찰열을 효과적으로 방산하는 효과가 기대된다고 하였는데, 순간적으로 상승하는 표면의 높은 온도, 국부적으로 발생하는 열응력도 감안 되어야할 것이다.
□ 종래의 질화규소 소결체에서는 높은 강도와 높은 파괴인성 값을 그리고 높은 열전도율을 함께 갖는 것이 곤란하였는데, 배향구조 질화규소에서는 입자의 배향 제어나 입자내부의 불순물 산소를 저감시키는 등 소결체의 조직을 제어하여 구조재료로서의 높은 신뢰성이나 열적 기능을 갖게 함으로써 금후 질화규소가 보다 더 다양한 기능을 가진 재료로 발전할 것으로 사료된다.
- 저자
- HIRAO Kiyoshi
- 자료유형
- 원문언어
- 일어
- 기업산업분류
- 재료
- 연도
- 2003
- 권(호)
- 73(11)
- 잡지명
- KINZOKU(Materials Science & Technology)(A112)
- 과학기술
표준분류 - 재료
- 페이지
- 24~27
- 분석자
- 오*동
- 분석물
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