겔 케스팅과 고상소결에 의한 다공성 SiC 세라믹의 제조

전문가 제언

○ 다공질 SiC 세라믹은 내열성 내화학성 내열적충격성 및 내산화성 등과 같은 우수한 특성을 가지며 촉매 보조제 및 용융 금석 및 고온 가스필터로 넓게 사용되고 있다. 이소부틸렌과 무수말레인산의 겔 캐스팅과 2,150℃온도에서 20wt% 전분의 고상소결로 간단하게 제작된 다공성 SiC 세라믹은 이 34.2% 기공률과 128MPa의 우수한 굽힘강도를 보여주었다.

 

○ 20wt% 전분을 포함하고 2,100℃에서 제조된 SiC 세라믹을 물로 급랭시켜 굽힘강도가 86.7MPa에서 95.8MPa으로 10% 증가하는 우수한 결과를 얻었다. 이것은 SiC 표면에 산화막 SiO2가 형성되어서 균열전파를 방지하기 때문이다. 계면 단면 사진에서 SiO2는 불규칙적이다. 물로 급랭하는 대신에 다공성 SiC 제조 후에 1,500℃ 산소 분위기에서 약 1시간 이상의 산화공정으로 SiC 표면에 균일한 SiO2 박막이 형성되면 굽힘강도가 더 향상될 것으로 예상된다.

 

○ 국내외에서 다공성 SiC 세라믹에 대한 연구는 활발하게 발표되고 있다. 울산대학교에서 SiC 분말에 20wt% Si를 첨가해서 비저항이 1.76x10-3 Ω·cm인 다공성 SiC-Si 발열체를 개발하였다(한국재료학회 25(2015)62). 중국 상하이 세라믹연구소의 본 저자는 옥수수 전분과 Yb2O3을 첨가해서 48.6% 기공률과 233MPa 높은 굽힘강도를 가진 다공성 SiC를 제조하였다(Int. J. Appl. Ceram Tech. 12(2015)932).

 

○ 나노다공성 세라믹은 촉매, 분리 소재, 단열재, 센서, 경량 소재, 광학소재, 생물분자 분리체 등에 넓게 사용되며, 세라믹 분리막 분야만의 세계시장은 14조(2015년 기준)로 예측된다(J.Kor.Powd Met. Inst 21 (2014)62). 국내에서 다공성 세라믹을 생산하는 세라컴, 칸세라, 나노기공 소재, 코엔테크 및 세라믹 사업을 개시하려는 기업들이 있다. 연구소와 대학과 협력하여 본 논문과 같은 간단한 방법으로 다공성 SiC 세라믹 필터 제조기술과 생산에 대한 검토가 필요하다.

 

저자

Feng Wang, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

654()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

재료

페이지

292~297

분석자

박*식

분석물

• 겔 케스팅과 고상소결에 의한 다공성 SiC 세라믹의 제조.pdf [469,907 byte]

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