인성을 개선한 규산염 세라믹스의 개발

전문가 제언

○ 일반적으로 복합재료를 만들 때, 세라믹, 금속, 고분자 기지재료에 강화제로 섬유를 사용한다. 이때 사용되는 섬유는 탄소, SiC, Si3N4, Al2O3, Al2O3·SiO2 등이다. 이들 섬유는 직경에 따라서 장섬유, 단섬유로 나눈다. 즉 Al2O3의 경우에는 섬유직경이 10~15㎛이면 장섬유, 3㎛ 수준이면 단섬유라 부른다. 이들의 성분과 크기에 따라서 인장강도, 영률 등의 기계적 특성이 달라진다.

 

○ 한편 세라믹스는 압축에는 강하지만 인장에 약하다. 이 때문에 세라믹스는 용도면에서 한계가 있을 수 밖에 없다. 이 논문에서는 규산염계 세라믹 재료를 바탕으로 인성을 개선하기 위하여 알루미나 단섬유를 첨가하는 방법을 이용했다. 특히 캐스팅 방향을 고려하여 배향을 부여함으로써, 파괴강도를 극대화하였다.

 

○ 여기서 규산염(silicate)은 일반식 xM2O·ySiO2(M은 1가의 금속이온)으로 표현된다. 자연계에서 다량으로 산출되며, 조암광물(造岩鑛物)의 주성분으로서 지각(地殼)의 대부분을 차지한다. 알루미늄염, 철염, 칼슘염, 마그네슘염, 알칼리염, 등이 가장 많다. 일반적으로 녹는점이 낮고, 용해된 것이 냉각되면 유리를 형성하기 쉽다. 산·알칼리에는 용해되지 않으나, 플루오린산에 의해서 분해되는 특징이 있다.

 

○ 또 규산염 세라믹 재료란 산화물계 세라믹스 중에서 주로 규산염을 주성분으로 하는 것이다. 이 재료로 도자기, 유리, 내화물, 시멘트, 등 주로 전통세라믹스를 만든다. 규산염 세라믹스 중에서 대표적인 것이 멀라이트(mullite)이다. 이것은 흔히 3Al2O3·2SiO2로 대표되는 화학성분을 갖는 알루미노 규산염의 총칭으로 사용되는 경우가 많다. 내열성 재료의 주요 화합물로 사용된다.

○ 우리나라의 전통 도자기 산업은 중국과의 경쟁으로 어려움을 격고 있다. 이 분야에 대한 연구도 주로 기업부설연구소에서 주로 이루어지고 그 외 한국세라믹기술원 산하 이천 분원에서 연구되고 있다. 앞으로 요소기술에 대한 새로운 접근이 필요하다.

저자

K. Boussois, N. Tessier-Doyen, P. Blanchart

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

34()

잡지명

Journal of the European ceramic society

과학기술
표준분류

재료

페이지

119~126

분석자

허*도

분석물

• 인성을 개선한 규산염 세라믹스의 개발.pdf [368,430 byte]

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