Co-Zr-B4C 계에서 연소 합성에 의한 ZrC-ZrB2의 제조

전문가 제언

○ 비산화물계의 탄화물, 붕화물, 질화물을 이용한 초고온 세라믹스(ultra high temperature ceramics)는 매우 높은 융점, 열 전도율, 내마모성을 갖고 있어 절삭공구, 복합재료, 고온내열성 재료 등에 사용된다. 최근에는 특히 우주항공, 원자력, 국방산업 등에서 요구되는 극한 환경에서 사용될 수 있는 재료로 많은 주목을 받고 있다.

 

○ 초고온 세라믹스의 실용화를 막고 있는 가장 큰 장애요인 중 하나인 신뢰성을 높이기 위하여 재료의 소결 및 성형기술을 개발하는 것은 매우 중요하다. 본고는 주목받고 있는 ZrC-ZrB2 세라믹 복합재료를 Co-Zr-B4C계 성형물에서 직접 합성하기 위하여 연소합성법(CS)을 활용하였다.

 

○ 간단한 장비를 사용한 저비용, 고효율 소결방식인 연소합성법을 이용하여 Co가 첨가된 Zr-B4C계에서 ZrC-ZrB2 복합재료를 제조할 수 있었다. Co는 ZrC와 ZrB2의 형성을 촉진하였고, 이들 입자의 크기를 미세화 시킬 수 있었다. 특히 ZrB2와 ZrC의 생성경로를 실시간으로 확인하고 해석한 것은 특기할 만하다.

 

○ 초고온에서 안정한 세라믹스에 대한 관심은 2000년대 전반에 급증하였다. 이후 ZrC와 ZrB2가 결합된 세라믹스를 제조하기 위하여 반응고온고압, 용융함침, 스파크 플라스마를 이용한 소결 방법들이 2000년대 후반부터 시도되는데, 본고에 소개된 연소합성법 또한 새로운 시도이다. 이들 세라믹스 복합체의 개발은 미국이 선도하고, 영국, 일본, 중국 등에서도 많은 연구 결과가 보고되고 있다.

 

○ 한국은 1990년대에 탄화물, 붕화물과 같은 세라믹스와 복합체에 대한 연구가 몇몇의 연구기관을 중심으로 이루어진 바 있다. 그리고 2000년대 후반부터 초고온 세라믹스 복합재료 제조를 위한 일부 연구소와 대학에서 제한된 수준의 연구가 수행되었다. 그렇지만 이들 초고온 세라믹스는 우주항공, 국방과 같은 분야 발전에 필수적이므로, 저비용이고 효율적인 방법으로 제조하기 위한 좀 더 다양한 연구가 필요하다.

 

저자

M. Zhang, Y. Huo, M. Huang, Y. Fang, B. Zou

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

3()

잡지명

J. of Asian Ceramic Societies

과학기술
표준분류

재료

페이지

271~278

분석자

정*생

분석물

• Co-Zr-B4C 계에서 연소 합성에 의한 ZrC-ZrB2의 제조.pdf [443,113 byte]

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