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첨단기술정보

칼륨 폴리티타네이트와 산화 티타늄 혼합물 세라믹스

전문가 제언: n=6∼8의 티탄산 칼륨 결정은 터널 섬유 구조를 하며, 강도가 높고 단열성이며, 화학적으로 안정하고 전기 저항이 높으며 마찰계수가 낮다. 반면 티탄산 칼륨 나노 섬유(위스커)는 매우 위험하며 발암성 먼지를 일으키는 석면 구조와 비슷하다. 섬유상 입자로 된 분말의 치밀한 성형체를 만들려면 높은 압력과 비싼 장비가 필요하며, 이런 이유로 고강도의 세라믹 생산에서 꺼리고 있다. 이런 문제로 칼륨 폴리티나네이트라 불리는 비정질(결정성이 약한) 티탄산칼륨을 개발하게 되었다. 이 화합물의 화학량론 조성(TiO2/K2O 몰 비)은 범위가 넓고, 입자는 안전한 층상을 이룬다.

이런 전구체는 작업자와 상용자의 건강에 해롭지 않다. 그러나 칼륨 폴리티나네이트를 열처리하는 동안 결정 구조가 섬유상으로 된다. 몰 비 TiO2/K2O=6인 칼륨 폴리티나네이트 성형체를 소성하여 굽힘 강도 800㎫의 세라믹 시편을 만들 수 있지만, 이런 조성의 전구체를 소성할 때 수율이 낮아서 생산 단가가 높아진다. 또 낮은 몰 비 TiO2/K2O(3.5∼4.5)는 칼륨 4 티탄산염 결정이 약하게 결합하거나 칼륨 6 티탄산염 혼합물이 되어서 강도가 낮다. 칼륨 4 티탄산염은 칼륨 6 티탄산염보다 강도가 훨씬 약하므로 이 문제를 해결해야 한다.

저자: A. V. Gorokhovsky, V. A. Kulakov, J. I. Escalante-Garcia and N. N. Shcherbakova
자료유형: 연구단신