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마이크로파 가열기술과 미래 자동차에 응용

전문가 제언: ○ 세라믹스를 포함한 분말야금 공정에서 생산성에 가장 큰 영향을 주는 공정이 소성공정이다. 따라서 이 분야의 연구자들은 오래전부터 소성시간을 단축하는 방안에 큰 관심을 가지고 있었다.

○ 종래의 전기저항식 소결법에서는 저융점 물질을 재료에 첨가하여 소결온도를 낮추고 소성시간을 단축하는 효과를 기대했다. 그러나 이 방법은 기대만큼의 효과를 얻을 수 없고 소결체의 밀도, 강도 및 특성에 악영향을 주기도 한다.

○ 2.45㎓ 대역의 마이크로파 오븐이 전자레인지란 이름으로 가정에 보급되면서 마이크로파 가열이 새로운 소결기구로 관심을 갖게 되었다. 그러나 분말야금 공정에 적용한 초기에는 피소결체가 불균일 소성되는 현상이 발생하는 문제가 있었다. 그 후 마그네트론의 개선과 함께 마이크로파 흡수효율을 향상시킬 새로운 전자파흡수재의 개발 등 꾸준한 개선활동이 이루어졌다.

○ 최근에는 마이크로파 소결을 이용하여 대폭적인 소성시간 단축효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 결정입경의 조절도 가능하게 되었다. 이 결과를 이용하여 유전체 재료인 BaTiO3를 마이크로파 소결하여 PZT 압전체를 대체할 수 있는 연구가 발표되었다.

○ 마이크로파를 이용한 소결방법은 소성시간의 단축뿐만 아니라 환경 친화적인 공법이기도 하다. 따라서 다양한 재료에 걸쳐서 적용범위가 확대될 것이다. 우리나라에서도 여러 기관에서 연구 중에 있고 가시적인 성과를 발표하고 있다. 앞으로 더욱 적극적인 산학연 활동과 국제교류를 통하여 수준 높은 결과를 기대한다.

저자: Hideoki Fukushima
자료유형: 학술정보