방전플라스마 소결(SPS) 장치를 이용한 투광성 세라믹스 제조

전문가 제언

○ 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.

○ 세라믹스는 대부분 원료분말을 소결하여 제조되는 다결정체로 미세구조가 결정입자, 입계 및 석출물과 기공으로 이루어져 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.

○ 특히 단결정과 다결정 세라믹스에서 광학적 투과성에 영향을 미치는 것은 입계면과 잔류 기포의 존재이다. 따라서 원료와 소결이 매우 중요하며, 일반적으로 결정입자는 2㎛이하인 경우 투광성을 나타내는 것으로 발표되어 있다. 최근에 나노기술의 발전으로 투광성에 대한 문제가 많이 분석되어 제품개발이 많이 용이해 졌다.

○ 일반적으로 투광성 세라믹스는 CIP와 HIP를 이용하며, 수소나 불활성 가스 하에서 고온으로 소결하여 제조하였다. 이 문헌의 저자인 Morita 그룹은 방전플라스마 소결(SPS: Spark-Plasma Sintering)법을 이용하고, 승온속도를 최적화시켜 투광성과 고강도를 가진 고기능 구조용 세라믹스 제조에 성공하였다.

○ 외국의 경우 HIP, SPS법이나 슬립 캐스팅에 의한 투광성 다결정체 개발이 보고되고 있다. 특히 SPS는 소결온도 상승과 제어가 쉬워 개발 시에 가장 흥미가 있는 방법이다. 국내의 경우 드물게 문헌이 발표되고 있으나, 벌크 보다는 박막에 대한 문헌이 많은 편이다. 향후 광학재료 및 기능성 재료 개발에서 활용을 할 수 있도록 투광성 세라믹스에 대한 연구가 많이 진행되길 바란다.

저자

Koji Morita

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

25(10)

잡지명

マテリアル インテグレ-ション

과학기술
표준분류

재료

페이지

75~82

분석자

김*환

분석물

• 방전플라스마 소결(SPS) 장치를 이용한 투광성 세라믹스 제조.pdf [329,628 byte]

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