세라믹스를 위한 나노-마이크로 졸의 제조 방법

전문가 제언

○ 세라믹스를 합성할 때 원하는 원료를 균일하게 분산해야 한다. 고체 상태의 원료를 균일하게 혼합하기 위하여 미세한 원료를 액체에 분산한 졸을 사용하는 소위 졸-겔 법을 사용한다. 졸은 고체를 물이나 알코올 혹은 유기 용매에 화학적으로 완전히 결합한 물질을 만드는 것이다. 취급하기에 편리한 농도로 희석하여 원하는 조성비로 혼합한다. 졸 상태의 혼합용액을 가수분해하여 용매 성분은 제거하고 고상 부분을 중합시켜서 순수한 물질인 겔을 얻는다.

 

○ 졸-겔법의 장점은 원료의 순도를 높일 수 있고 원료를 균일하게 혼합할 수 있으며 저온에서 합성할 수 있어서 에너지를 절약하고 휘발 손실을 줄이며 불순물의 혼입이나 용기에서 오염될 우려가 적다. 그리고 덩어리, 섬유, 박막 및 분말 상태 등 다양한 형태의 물질로 성형할 수 있다는 점이다. 졸-겔 법의 결점은 원료가 비싸고 제조 공정 동안 수축이 많으며 체내에 미세 기공이 많이 남고 수산기와 탄소가 많이 남는다. 인체에 해로운 유기 용매를 사용할 경우가 있고 제조 공정이 길다는 점이다.

 

○ 본 연구에서는 실리콘 알콕시드인 tetraethoxysilane(TEOS)를 가수 분해하는 조건을 촉매의 사용 및 첨가 방법을 여러 가지로 변화하였다. 즉 원료와 촉매의 첨가 순서와 원료와 시약을 첨가하는 속도를 바꾸어 실리카 입자의 크기를 조절하는 방법을 연구하였다.

○ 국내에서도 졸-겔법을 이용한 연구는 2000년부터 시작하였으며, 지금까지 50건 이상의 과제가 수행되었다. 연구기관은 한국에너지기술연구원, KIST 등과 대학은 국민대학, 충남대학 이외에 상당히 많은 대학이 관련 과제를 연구하였다. 따라서 여러 분야에서 활용이 되고 있다고 생각된다. 세라믹스 분야에서는 CeO2-TiO2 분말을 졸-겔법으로 합성한 결과, 비표면적이 증가하였고 촉매 효율이 개선되었다. 또 TiO2-ZrO2 혼합 금속산화물이 공침법이나 졸-겔법으로 합성되었다. 앞으로 원하는 크기의 입자를 자유롭게 얻는 방법이 정확하게 수치화되어 실용에 널리 이용할 수 있기 바란다.

저자

P. A. Storozhenko, T. I. Fedotova,1 A. G. Ivanov, A. V. Levchuk, V. A. Vlasova,

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

70(11)

잡지명

Glass and Ceramics

과학기술
표준분류

재료

페이지

448~452

분석자

김*훈

분석물

• 세라믹스를 위한 나노-마이크로 졸의 제조 방법.pdf [324,137 byte]

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