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유리 및 유리세라믹과 금속의 접합 및 코팅

전문가 제언: ○ 전통적으로 금속의 열적, 화학적 약점을 보완하기 위하여 유리 또는 유리세라믹을 이용한 접합 또는 코팅이 이루어져 왔다. 그런데 최근에는 복잡하고 작은 경량의 전기 및 전자부품, 고체산화물연료전지, 생체의료, 고온 가스터빈과 같은 새로운 분야가 급속하게 발달됨에 따라 그에 필요한 유리세라믹의 접합 및 코팅에 대한 관심이 다시금 큰 주목을 받고 있다.

○ 친환경적이고 효율이 높은 전기에너지를 생산하기 위해 고체산화물연료전지의 실용화기술 개발이 적극 진행되고 있다. 이에 적합한 유리 또는 유리세라믹 접합재는 Schott(독일), GE(미국), Siemens(독일), Kyocera(일본)에서 상용화되고 있다. 국내에서는 고체산화물연료전지 개발이 국가지원으로 활발하게 진행되고 있음에도 불구하고 연료전지의 구성에 필요한 대부분의 소재가 수입되고 있는 실정이고, 유리세라믹 접합재의 경우는 더욱 실용화와 거리가 멀다.

○ 열차폐 재료로 YSZ, WC계 서멧, TiO2, Al2O3 등이 주류를 이루고 있고, GE(미국), Zircotec(영국), Kennametal(미국) Ceram Tec(독일) 등이 앞서고 있다. 에너지효율이 크게 향상된 첨단의 가스터빈, 디젤엔진과 같은 장치는 매우 높은 온도와 압력의 부식 환경 하에서의 운전이 필수적이다. 이에 대응하기 위해 새로운 유리세라믹 코팅재료의 개발이 주요한 기술적 이슈로 부각되어 선진국에서는 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 이러한 재료에 대한 국내 연구는 미진하다.

○ Ti 또는 Ti합금은 생체적합성이 우수한 재료로 널리 알려져 있고, 특히 치과와 정형외과에서의 응용이 활발하다. 이들 재료의 생체적합성을 향상시키기 위하여 많은 종류의 규산염계 코팅재료가 독일, 미국, 일본을 중심으로 개발되어 활용되고 있다. 국내에서는 생체재료에 대하여 많은 연구가 진행되고 있기는 하나 실용화 면에서 많이 부족한 실정이며, 더욱 유리 또는 유리세라믹 코팅재료에 대한 연구는 극히 미미해 이에 대한 관심이 요구된다.

저자: I.W. Donald, P.M. Mallinson, B.L. Metcalfe, L.A. Gerrard, J.A. Fernie
자료유형: 학술정보