질소 압력과 규소의 질화

전문가 제언

○ 질화규소는 Si3N4.의 화학식을 하면서 융점이 높고 불화수소와 황산을 제외한 약품에 매우 안정한 물질이다. 공유결합으로 강하게 결합한 안정한 결정으로 내열성이 좋고 경도가 높은 등 기계적 성질이 우수한 고신뢰성 구조 재료이다. 따라서 자동차의 각종 부품에 사용하고 있어서 자동차의 성능을 높이고 무게를 줄여 준다. 결정구조는 저온상인 형이 3방정계이고 고온상인 형이 6방정계이다. 질화규소는 일반적으로 1,400℃～1,600℃에서 상전이 한다.

 

○ 질화규소는 화학적으로 안정하므로 단순히 고온으로 가열해도 소결되지 않는다. 실제로 소결조제로 산화알루미늄(Al2O3)이나 산화이트륨(Y2O3)을 미량 첨가하여 연결 역할을 하는 입계 상을 만들어 치밀한 소결체를 제조하는 것이 보통이다. 일반적인 질화규소의 굽힘 강도는 500∼1,000㎫ 정도이다.

 

○ 본 연구에서는 규소를 일단 성형하여 압력이 다른 질소 분위기에서 온도를 변화하면서 질화 과정을 검사하였다. 또 질화한 다음 더 높은 온도로 열처리하여 질화규소가 소결 반응으로 강도를 나타내도록 하였다. 그 결과 압축기 날개로 사용할 수 있는 강도를 얻었다.

 

○ 굽힘 강도가 1,500㎫ 정도의 소결체로 금속 소성가공용 롤러에 사용하는 경우도 있다. 더 높은 강도의 질화규소 소결체를 얻기 위해서는 재료의 성형과 소성의 순서를 변화할 수도 있다고 생각된다. 더 높은 강도의 질화규소를 제조하여 더 넓은 용도에 활용할 수 있기 바란다.

저자

E. B. Bendovskii

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

69(9)

잡지명

Glass and Ceramics

과학기술
표준분류

재료

페이지

324~329

분석자

김*훈

분석물

• 질소압력과 규소의 질화.pdf [310,553 byte]

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