망간질화물을 이용한 열팽창가변 복합재료

전문가 제언

○ 산업기술의 발전에 따라 공업재료에 대한 요구사항이 증가하고 있다. 가장 가혹한 요구조건 중의 하나가 「저열팽창성」이다. 10-6~10-5 정도인 고체재료 열팽창은, 나노미터 수준의 높은 정밀도가 요구되는 반도체 디바이스 제조를 위시하여 많은 산업에서 치명적이다. 따라서 정밀 프로세스, 정밀 광학, 정밀도 계측 등 여러 산업 분야에서 열팽창이 없는 재료가 요구된다.

○ 지금까지 각종 온도에서 열팽창 억제법이 검토되었다. 대부분이 부의 열팽창을 갖는 세라믹스 또는 유리 세라믹스(glass ceramics)를 이용하는 방법이다. 여기에는 -석영과 -유크립타이트 고용체를 주 결정으로 하는 세라믹스 종류이다. 이들 재료는 실제로 사용하기 위한 여러 조건이 필요하여 부의 열팽창 재료로 충분하다고 할 수 없다. 따라서 자체 물질로만 형성된 「단일물질 제로열팽창 재료」가 이상적인 제로열팽창 재료로 바람직하다.

○ 근래 발표되는 부의 열팽창을 나타내는 물질은 ZrW2O8 등의 텅스텐 산화물, A사이드 질서형 산화물 페로브스카이트가 있다. 여기에는 망간 역페로브스카이트 M3AX가 있으며, 그 중에도 Mn3GaN이나 Mn3ZnN 등의 질화물은 상자성에서 반강자성으로 1차 상전이 시에 큰 체적변화가 생기며, 저온 반강자성의 체적이 크게 된다.

○ 국내에서는 오래 전에 유리 세라믹스에 대한 연구는 발표된 것이 있다. 또한 여러 가지 복합재료 및 금속에 대한 소수 논문이 발표되었다. 그러나 상기의 새로운 재료에 대한 연구는 찾아보기 어렵다. 그러나 국내에서 이미 역페로브스카이트 재료에 대한 특허 등이 등록되어 있다.

○ 부의 열팽창 재료는 응력이나 결함이 들어가기 어려워 기능이 안정하고, 제조 프로세스가 간편하고 비용을 절감할 수 있는 것이 이상적이다. 따라서 기본 연구는 부의 열팽창을 나타내는 물질에 중점을 두어야 할 것이며, 이미 개발된 재료를 이용하는 복합재료 개발도 시도하여야 한다.

저자

Koshi Takenaka

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

46(11)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

960~964

분석자

김*환

분석물

• 망간질화물을 이용한 열팽창가변 복합재료.pdf [244,170 byte]

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