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슬립-캐스팅 방법에 의한 투광성 알루미나 제조

전문가 제언: ○ 세라믹스는 대부분 원료분말을 소결하여 제조되는 다결정체로 미세구조가 결정입자, 입계 및 석출물과 기공으로 이루어져 있다. 따라서 이들 상호간 각 계면의 굴절률 차에 의한 빛은 산란은 세라믹스를 불투명하게 하여 광학재료에 응용이 어려웠다.

○ 1950년대 GE의 Coble이 소결조직의 제어를 통한 투광성 알루미나 소결체를 개발하여 세리믹스의 새로운 장을 열게 되었다. 이후 MgO, Y2O3, ThO2, BeO, PLZT, Gd2O3등이 개발되어 이 분야의 연구가 많이 진행되고 있다.

○ 투광성 알루미나는 가시광 및 적외선 투과가 양호하고, 그 외에 열적, 기계적, 전기적 안정성이 우수하다. 개발 초기에는 나트륨램프 발광관, 고급전자용 부품, 고주파 절연재 등에 이용되고 있다.

○ 세라믹의 미세구조에는 빛을 산란시키는 여러 가지 구조적 요소가 있으며, 입계면의 존재, 입자와 입계면 중의 잔류 기포, 입계면 상의 이차구조 및 복굴절에 의한 이중굴절 등이 있다. 기본적으로 단결정과 세라믹에서 광학적 투과에 영향을 미치는 것은 입계면과 잔류 기포의 존재이다. 따라서 원료와 소결이 매우 중요하며, 일반적으로 결정입자는 2㎛이하인 경우 투광성을 나타내는 것으로 발표되어 있다.

○ 일반적으로 투광성 세라믹스는 CIP와 HIP를 이용하며, 수소나 불활성 가스 하에서 고온으로 소결하여 제조한다. 그러나 이 연구에는 슬립 캐스팅을 이용하여 제품을 제조하기 위한 것이며, 특히 적당한 점도를 위한 분산제와 결합제 함량을 조사하였다.

○ 슬립 캐스팅은 전통적인 성형기법이나 복잡한 형태의 제품을 제조하는 데는 매우 유리하다. 투광성 제품을 제조하는 방법으로 연구할 수 있는 좋은 아이디어라고 생각된다. 향후 투광성 세라믹스는 나노기술의 발전에 따라 새로운 제품이 개발될 것으로 기대되어 이 분야의 연구자들의 관심이 있기를 바란다.

저자: Chutinan PROMDEJ, Sakkapas AREERAKSAKUL, Varong PAVARAJARN, Shigetaka WADA, Thanakorn WASANAPIARNPONG, Tawatchai CHARINPANITKUL
자료유형: 학술정보