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MA에 의한 탄화규소의 합성과 소결

전문가 제언: ○ 탄화규소(SiC)는 단결정, 분말, 소결체 등 섬유복합재료로 폭넓은 분야에서 사용되고 있는 물질이며 자연산이 없고 전부 공업화된 방법에 의해 합성되고 있다. 탄화규소의 합성법으로 Acheson법이 오래전부터 사용되고 있으나 파인세라믹 원료로서 SiC 합성은 자기 연소법, 화학기상성장 합성법, 실리카 환원법, 유기계 원료를 출발 물질로 하는 방법 등이 쓰이고 있다.

○ MA법은 2종류 이상의 혼합원료를 강력한 교반에 의해 기계적으로 합금 및 화합물을 생성시키는 방법이다. 간편하게 고온처리 없이 합성이 가능하고 분해, 혼합, 합성이 동시에 일어나서 비평형상과 나노 크기의 분말을 얻을 수 있다. 종래에는 주로 분말 야금과 서멧 연구 등에 이용되었다. 그러나 1990년 초에 이 방법으로 SiC 합성이 가능함이 보고되고 있으나 자세한 내용이 보고된 예가 없다.

○ 이 문헌에서는 MA 시간을 단축하기 위하여 각종 인자를 검토하여 예측되는 실험식을 구하고 이에 각종 인자의 조건을 변경시켜서 최적의 조건을 도출하였다. 그리고 이를 실험으로 입증하여 그 결과 최적의 조건에서 실제 24시간을 2시간으로 단축할 수 있음을 보여주고 있다. 또한 SiC는 일반적으로 소결이 어려운 것으로 치밀체를 얻기 위해서는 소결조제를 첨가하거나 고압소결 등이 필요하다. 그러나 소결조제 없이 시판의 SiC보다 낮은 온도에서 더 치밀한 소결체를 얻고 있다.

○ MA에 관한 연구는 주로 분말 야금과 분말성형 복합재료에 관하여 많이 이루어지고 있다. 또한 전자, 정보통신, 생명공학 산업의 급속한 발전으로 이에 소요되는 나노분말 기술에 대한 연구와 개발이 이루어지고 있다. 한국에서도 각 재료 부분에서 나노분말 합성의 일환으로 연구하고 있다. 이 문헌의 체계적인 예측과 입증으로 SiC 연구의 좋은 예를 제공하고 있어 종래의 고압소결이나, 소결조제의 개발 없이 간편하게 치밀한 SiC 개발이 이루어지면 상당한 경쟁력을 갖게 될 것으로 이의 관련 연구자에게 많은 도움이 될 것으로 본다.

저자: Yasuhiro Kodera
자료유형: 학술정보