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시료부유 용융기술과 무용기 재료생성공정

전문가 제언: ○ 수천도 이상의 고온에서 화학변화가 일어날 때, 이들 변화는 각 단계에서 반응하는 물질들의 열역학적 성질에 의해 결정된다. 정확한 열역학적 상수가 주어진다면 각 단계에서 일어나는 반응의 최적온도조건을 계산할 수 있고 필요한 에너지량도 계산할 수 있을 것이다.

○ 열역학에 의해 지배되는 반응평형상태에 도달하기 전에, 계는 천이상태를 거치고 반응속도론에 의해 속도가 결정된다. 그러나 플라즈마 화학반응은 물리적, 화학적 반응속도 사이의 상호작용이 뚜렷하지 않은 특이한 현상을 일으킨다.

– 그러므로 평형에너지 분포가 Maxwell-Boltzmann 에너지 분포 가설에 근거를 둔 화학반응속도론을 적용하기가 적당하지 않기 때문에 그 활용성이 대단히 제한을 받게 된다. 플라즈마 화학반응이 가스형태의 불균일계나 플라즈마 균일계에서 일어날 때, 가장 중요한 문제는 생성물이 응고되어야 속도를 확정지을 수 있다는 것이다.

– 응고공정에서 생성물의 조성을 결정하는 플라즈마 처리는 ①중간상이 계속 생성되고 다른 것으로 변하기 전에 응고시키는 것, ②고온에서 형성된 생성물이 실온에서도 안정된 것의 2종류가 있다. 이들은 모두 냉각 도중의 중간 온도에서 분해하지 않도록 매우 빠르게 냉각시켜야 한다. 왜냐하면 응고과정 역시 최종 생성물의 수율에 크게 영향을 미치기 때문이다.

○ 우리나라도 토카막을 이용한 핵융합로를 개발하고 있고 국제 핵융합로 프로젝트에 참여하는 등으로 핵융합 개발이 활발하다. 에너지 개발로서의 핵융합 이외에도 플라즈마를 이용하면 기상이나 액상보다 활발한 반응을 갖는 재료를 기판에 공급할 수 있기 때문에 반도체 공정에도 이용되고 있다. 또한 플라즈마는 환경문제 해결을 비롯하여 의료분야에도 응용되고 있는 등 그 이용이 확대되고 있어 이에 대한 연구는 점점 더 활발해질 것으로 생각된다.

저자: KURIBAYASHI Kazuhiko
자료유형: 학술정보