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투광성 산화이트륨 소결체 제조

전문가 제언: ○ 산화이트륨(Y2O3)은 희토류 금속산화물의 하나로 최근에 여러 분야에서 주목을 받고 있다. 종래에는 주로 ZrO2의 안정제나 SiC, AlN, Si3N4 등의 치밀 보조제로 이용되었다. 최근에는 전자재료인 형광체, 센서, 반도체와 내열합금, 촉매재료 등에 사용이 확대되고 있다.

○ 산화이트륨은 융점이 높은 내열성 산화물이며 잘 알려진 Al2O3 보다도 융점, 화학적 안정성, 내침식성, 투광성이 우수하여 광학재료와 내열재료로 기대되고 있다.

○ 산화이트륨 소결체의 제조법에는 HP소결, 수소분위기에 의한 고온소결, ThO2 첨가에 의한 소결이 문헌과 특허 등에 공개되어 있다. 이러한 방법은 생산성이 떨어지며, 대형 제품이 곤란하고, 고온소결은 발열체의 소모와 노화가 심하여 공업적 응용에는 곤란하다.

○ 최근에 투광성 알루미나가 제조된 이후 여러 종류의 투광성 세라믹이 개발되고 있다. 예로 이트륨과 관련된 레이저용의 YAG 가 있으며, 이는 원료의 고순도화, 입자의 나노화 및 고온·고압 소결기술의 발전에 따른 것이다.

○ 본 연구에서도 일차 산화이트륨 소결제품을 다시 HIP 소결하여 투광성 제품을 얻는 방법을 연구하였다. 특이 사항은 일차 소결제품에 BN을 분무하여 좋은 결과를 얻었다.

○ 투광성 이트륨 제품은 내열, 내침식성이 우수하여 용도는 많을 것으로 사료된다. 예로 반도체 산업에 사용하는 석영유리는 국내에만 상상을 초월하는 금액이므로 이의 대체용도 기대된다. 그러나 희토류 원광은 대부분이 중국에 있고, 중국도 이제는 희토류 금속에 대한 수출을 통제하고 있다. 또한 가격이 많이 상승하고 있어 경제적인 문제를 검토하여야 하며, 전자재료 업계서는 폐 원료의 회수와 대체원료 개발에 많은 관심을 가져야 할 것으로 사료된다.

저자: Noriko Saito, Ryoji Watanabe, Hiroyuki Seyama, Kenji Toda, Hiromichi Otaki, Noriyasu Hotta
자료유형: 학술정보