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유리세라믹 경량 타일 - 광미 재활용 기술

전문가 제언: ○ 유리세라믹(GC: Glass-Ceramic)이란 결정화유리(crystalline-glass)라고도 불리며 유리 내부에 미세결정을 갖는 물질을 말한다. GC는 유리의 성질과 세라믹의 성질 모두를 가지므로 다양한 분야에서 기능성 유리세라믹(예: 항균용, 비료용, 오염방지용) 잠재력을 가지고 있다.

？ GC에서는 외부 충격에 의한 쉽게 깨지는 유리 취약성을 개선하여 강도가 높고 유리 내부의 결정(예: 불화물 결정)으로 인해 유리 자체의 고포논(phonon; 음향양자; 양자화 진동) 에너지를 감소시킨다. 또한 GC는 외형적 변화는 없지만, 열적 기계적 성질이 향상되며 세라믹에 비해 제조단가가 낮다. 예컨대, 유리세라믹은 경량 단열 건축자재로 활용되고 있다.

？ GC은 유리가 일정한 열처리과정을 거친 후에 유리 내부에서 일부가 결정화되면서 만들어진다. 결정화(crystallization) 방법은 1) 핵생성을 위한 첨가제를 활용한 결정화 방법, 2) 결정화 온도에서 열처리하여 결정화를 유도하는 방법이 있다.

○ 이 글은 광미폐기물과 산업폐기물(예: 재생유리) 등을 활용하여 유리세라믹(glass？ceramics)을 제조하는 신기술을 언급하고 있다. Greig는 1927년에 발견한 유리의 상분리(phase separation; 분상)는 단일상의 모 유리로부터 여러 상의 분리를 말한다. 상 분리란 유리의 다성분 혼합 액체에서 열역학적 안정을 위하여 유사한 상(phase)끼리 모이고 성질이 상이한 상을 배척하는 현상이다.

○ 유리세라믹 제조기술에 관련된 국내 연구는 2013년에 충북대학교에서는 불화물 나노결정을 함유한 산소불화 유리세라믹 제조기술을 연구하였다. 그러나 광미폐기물과 재생유리를 원자재로 하여 직접적인 소결 기술로 유리세라믹 제조연구는 국내에는 별로 알려지지 않았다. 향후에는 광미폐기물 및 재생유리를 재활용한 기능성 유리세라믹 제조 기술이 국내에서도 연구 개발되어 사업화시키는 것이 좋을 것으로 생각된다.

저자: Suna Cetin, et al.
자료유형: 니즈학술정보