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마이크로 인하법을 이용한 MGC 재료의 개발과 형상제어 융액성장

전문가 제언: ○ MGC 재료(Melt-Growth Composites)는 일방향 응고법에 의해 제조되는 산화물의 공정체로서, 그중 Al2O3계 다원계 세라믹스 공정체는 융점에 가까운 1,500℃ 부근에서 1GPa를 넘는 고온강도 및 우수한 내 산화성 등 뛰어난 초내열 특성을 가지며, 구성상 독자 기능과 함께 산화물 단결정의 특이한 조직구조에 기인한 고도의 기능화가 가능하다.

○ 일본의 Tohoku 대학교 다원물질과학연구소에서 개발한 마이크로 인하법은 ① 종래의 단결정 제조법인 인상법이나 Bridgman법에 비해 수십~수천 배 빠른 속도로 단결정의 육성이 가능하며, ② 디바이스 사이즈까지 형상을 제어한 결정 제작도 가능하며, ③ 중력의 영향으로 습윤성이 나쁜 재료의 제작도 가능하다.

○ 현재는 (주)Fukuda 결정기술연구소를 중심으로 일본 NEDO의 산업기술 실용화 개발비 조성금 지원 하에 ‘마이크로 인하법에 의한 고기능 단결정 재료의 양산 기술개발’이 진행 중이다. 또한 당 기술은 세계적으로도 주목을 끌고 있으며, 최근에는 당 연구실의 박사후 연구과정 연구자가 프랑스에서 마이크로 인하법에 근거한 벤처기업(www.fibercryst.com)을 설립했다.

○ 한편 일본은 정부차원에서 ‘MGC 재료에 의한 신규 복합 내열강도 재료의 개발’을 목표로 ① 결정 제작기술의 확립(벌크의 형상 제어법과 섬유의 세경화), ② 고온강도 발현 모델의 구축, ③ 신소재 탐색(삼원계 공정체로의 전개), ④ 공정구조 평가, ⑤ 고온 특성 평가 등의 5개 서브 테마를 설정하고, 개발 대상에의 접근 전략으로는 공정조직의 조합 조성과 강도, 강도 향상에 미치는 공정조직의 사이즈 효과 및 결정방위와 강도의 방위 의존성의 3가지를 기본 공정변수로 설정하여 연구 개발(2001~2003년)에 임했다.

저자: YOSHIKAWA Akira, FUKUDA Tsuguo
자료유형: 학술정보