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세라믹재료에 대한 강자장의 응용

전문가 제언: ○ 세라믹은 자화율이 낮기 때문에 비자성물질로 알고 있다. 이러한 다결정질의 세라믹 제조 시에 10tesla급의 강자장을 이용하여 구조를 제어하는 연구가 실시되고 있어 새로운 분야의 유효성을 보여주고 있다. 강자장 하에서 세라믹을 제조하는 기술의 장점은 종래의 공정을 그대로 이용할 수 있다는 것이다.

○ 세라믹제조에 자장을 이용하는 것은 자성재료가 오래되었다. 강자성급에 속하는 자장이용은 초전도체 개발에 수 테슬라급 자장이 이용되었다. 기타 고온용융 시에 자장을 인가하면서 결정핵을 성장시키거나, 유기용매 중에 분산된 입자를 이용하여 배향 성형체를 제조하고 소결하여 배향 구조체를 제조하는데 이용하였다. 또한 탄소섬유 제조 시 배향에도 이용되었다.

○ 이 문헌에서는 10 테슬라급의 강자장을 세라믹 제조에 이용하여 미구조를 제어하고, 새로운 기능을 부여하는 연구와 동향에 대하여 설명하고 있다. 주로 배향성 세라믹 소결체를 제조하는 것에 이용되며, 세라믹 분말입자를 용매에 분산시켜 슬러리를 제조하고 자장 중에서 고화하여 성형한다. 이를 적당한 온도로 소성하여 배향된 소결체를 제조한다.

○ 강자장 이용에는 정치자장이나 회전 자장에 의하여 배향체를 제조하는 방법이 연구되어 있었다. 최근에는 자장 중의 전기영동퇴적 방법이나 유리상을 자장 중에서 처리하는 방법 등이 발표되고 있다. 또한 일반적인 슬러리를 이용하는 대신 gel casting을 이용하여 제조공정을 단축시키는 방법도 발표되었다.

○ 그러나 상기 방법에서 이용하는 강자장 설비는 아직은 매우 고가이므로 이러한 설비가 일반화되기에는 시간이 필요할 것으로 생각된다. 아직 국내에서는 이와 유사한 연구가 별로 없으나, 일본은 특허도 등록이 되고 있다. 이 방법은 새로운 고기능 세라믹제조를 위한 구조제어에 중요하다고 생각되며 관련분야 연구자들의 관심이 있기를 바란다.

저자: Satoshi Tanaka, Keizo Uematsu
자료유형: 학술정보