벌크재료 제조를 위한 방전 플라스마 소결: 타당성과 원가절감

전문가 제언

○ 방전 플라스마 소결(SPS: Spark Plasma Sintering) 기술은 인가되는 전류 또는 전압(직류, 교류, 펄스 전류, 고/저 전압, 또는 이들의 조합)의 차이에 의해 여러 가지 다른 이름으로 불리어지기도 한다. 예를 들면 Electric Current Activated/Assisted Sintering(ECAS), Pulsed Electric Current Sintering(PECS), Field Assisted Sintering Technique(FAST)과 같은 것들이 있다. 1960년대 초에 소개되기 시작한 SPS 기술은 재현성 및 양산성에 한계를 갖는 것으로 판단되어져 발전이 정체되어 있었다.

 

○ 2000년대에 들어서면서 SPS 기술은 고온 세라믹스 및 복합재료의 치밀화뿐 아니라 입자성장의 제어를 통하여 미세구조 형성과 특성을 향상시킬 수 있도록 발전하게 되었다. 특히 시스템 및 공정 설계 기술이 크게 발전하여 생산용량 증가와 에너지 절감으로 경제성이 매우 우수한 기술로써 인정되고 있어, 기존의 열간가압소결(HP: Hot Pressing) 기술을 대체하거나 이와 경쟁할 수 있는 상용화 기술로써 미국 및 일본에서 주목 받고 있다.

 

○ SPS 기술은 러시아, 미국, 일본, 중국 등에서 많은 연구가 되어 왔고, 특히 나노크기 또는 나노구조를 가진 분말을 치밀화하는데 큰 가능성이 있는 것으로 알려지고 있다. 또한 나노분말을 사용하여 구조재료의 기계적 특성뿐 아니라 열전, 압전, 광학, 자성, 바이오 특성이 크게 향상된 벌크 나노구조 재료들을 개발하였다는 보고들이 크게 증가하고 있다. 최근에는 탄소나노튜브를 사용하여 복합재료를 제조하려는 연구도 활발하다.

 

○ 국내에는 SPS 기술이 1990년 이후에 주로 국책연구기관들을 중심으로 소개되기 시작된 바 있으나, 크게 주목 받고 있지 못하다가 2010년대에 이 기술을 이용하여 sputtering target과 열전 복합재료를 개발하기 위해서 산·학이 참여하고 러시아 연구기관이 협력한 연구가 정부지원으로 시행된 바 있다. 수준은 높지 않으나, 국내에서도 SPS 기술의 상용화 가능성에 대하여 인지하기 시작했다는데 의미가 있어 기술 발전이 기대된다.

저자

J.P. Kelly, O.A. Graeve

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

67(1)

잡지명

JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society

과학기술
표준분류

재료

페이지

29~33

분석자

정*생

분석물

• 벌크재료 제조를 위한 방전 플라스마 소결- 타당성과 원가절감.pdf [321,906 byte]

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