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초고온 재료의 공업로 적용에 의한 에너지의 저감효과

전문가 제언: ○ 세라믹섬유란 세라믹 소재 중에서 섬유 형태의 소재를 의미한다. 가장 광범위하게 사용되는 다양한 조성의 유리섬유와 암면, 석면 등과 같이 암석이 원료인 섬유와 알루미나 섬유, 지르코니아 섬유, 물라이트 섬유, PZT 섬유 등의 산화물섬유가 있다. 그리고 질화규소섬유, 탄화규소(SiC) 섬유 등의 비산화물 섬유가 무기섬유 범주에 포함된다.

○ 단열재로 사용되는 세라믹섬유는 내화단열 벽돌과 함께 철강, 비철금속, 화학플랜트, 각종 공업로 등의 산업용도에 폭넓게 활용되고 있다. 공업 용도의 일반적인 단열재에는 내화성 세라믹섬유(RCF: Refractory Ceramic Fiber), 고온에서 사용되는 알루미나섬유(AF: Alumina Fiber)가 대표적인 제품이다.

○ 본고에서는 탄화규소계 세라믹섬유의 하나인 Si-C-(M)-O계 섬유의 고온강도 특성 이외에 뛰어난 열흡수·열방사 기능을 살린 고성능 부재를 사용한 에너지절약 모듈 제조와 공업로 등의 배기구에 설치하여 얻을 수 있는 에너지 절약효과에 대해 소개한다.

○ 현재 세라믹섬유는 미국, 러시아의 일부 기업이 원처기술을 가지고 독과점 체계를 형성하고 있다. SiC 섬유는 SiC가 융점이 높아 제조가 어려웠다. 따라서 SiC 섬유는 Si와 C를 포함하고 있는 폴리머 전구체를 이용하여 제조하고 있으며, 일본이 먼저 생산하였다. 우리나라는 세라믹섬유에 대한 해외 의존도가 높으며 제조기반이 부족한 상황이다. 정부는 세라믹섬유 개발을 위해서 240억을 투자하여 세라믹섬유 실용화센터를 세라믹기술원이 주관하여 진주에 건설 중이며, 2016년 완공예정이다.

○ 세라믹섬유는 복합재료로 군사용 보호장비, 바이오·생체분야, 제어부품 등의 응용 분야가 폭발적으로 증가할 전망이다. 2020년에는 세계시장 규모가 1145억달러(약 126조원)에 이를 것으로 예상된다. 국내에서도 새로운 세라믹섬유에 대한 연구와 원료, 용융 방사, 열처리 등의 기술개발이 중요하다. 국가 차원에서도 세라믹섬유 복합재에 대한 보다 많은 관심과 지원이 필요하다.

저자: Narihito NAKAGAWA
자료유형: 학술정보