세라믹의 자기균열 치유현상(Self-crack healing phenomena of ceramics)

전문가 제언

□ 구조용 세라믹은 내열성, 내식성, 내마모성이 우수하기 때문에 고온용 부재로서 응용이 기대된다. 그러나 가공성이 좋지 않고 파괴 인성치(破壞 靭性値)가 높지 않고 취성(brittleness)이 크기 때문에 경제성이나 신뢰성이 낮아 응용범위가 제한된다.

□ 멀라이트(Mullite), 질화규소 및 알루미나계 구조용 세라믹은 균열 치유 능력을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 치유능력이 있는 이들 세라믹 재료에는 탄화규소의 입자 또는 위스커(whisker)가 복합되어 있다는 특징이 있다. 치유 가능한 최대 크기, 최적 치유조건, 치유부의 내열성 및 피로특성에 관한 연구가 많이 진행되고 있다.

□ 본고는 균열치유 능력을 가진 구조용 세라믹으로 알려진 알루미나, 물라이트 및 질화규소의 균열 치유 메커니즘, 사용 환경을 예상한 고온, 분위기, 웅력 하에서 균열 치유 거동을 실제 시험편을 사용하여 연구하고 그 내용을 소개한 것이다. 이들 세라믹 재료는 사용 온도, 분위기 및 응력조건에 따라 사용 중에 발생하는 균열을 자기 치유할 수 있는 능력이 있으며, 균열 치유부가 충분한 피로강도를 유지한다는 사실을 설명하고 있다.

□ 일반적으로 가스터빈 입구 온도를 고온화하면 열효율을 향상시킬 수 있다. 고온에 노출되는 부분에 종래의 금속재료 보다는 내열성이 우수한 세라믹 재료를 사용하면 냉각을 하지 않고도 터빈 입구 온도를 고온으로 유지할 수 있다. 내열합금은 일반적으로 1000℃ 전후가 한계지만 세라믹은 1400℃ 전후까지 고온화 할 수 있고 열효율을 30% 가까이 향상시킬 수 있다.

□ 세라믹의 큰 결점 중 하나인 제조 및 사용 중에 발생하는 균열을 자기 치유할 수 있는 재료가 신뢰할 만한 수준으로 개발되면 구조용 파인 세라믹은 사용범위가 크게 확대될 것이다.

저자

TAKAHASHI Koji

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2005

권(호)

75(4)

잡지명

금속(A112)

과학기술
표준분류

재료

페이지

308~313

분석자

이*옹

분석물

• 세라믹의 자기균열 치유현상.pdf [159,124 byte]

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