전기영동 증착에 의한 단방향 기공 채널의 세라믹스 제조

전문가 제언

○ 세라믹 공정에서 사용되는 전기영동 증착(EPD) 기술의 주요 이점은 현탁액으로부터 직접 초미세 또는 나노 크기의 분말을 치밀하고 균질하게 패킹할 수 있다는 것이다. 수용성 현탁액에서 EPD를 사용하면, 물 분해 전압 이상에서 전기분해로 인해 가스방울이 형성되는데, 이를 활용하면 다공질 재료의 제조가 가능하다. 이렇게 제조된 세라믹스는 필터, 연소노즐, 촉매담체, 가스 센서용 기판, 경량 구조재, 단열재, 생체세라믹스 등 다양한 분야에서 응용될 수 있다.

 

○ 미세 기공을 가진 다공질 세라믹스를 제조하기 위해서는 전통적으로 기공 형성제를 사용하여 기공의 크기와 형상, 기공률을 제어하나, 매우 복잡하고 높은 비용을 필요로 한다. 본고는 지금까지 많이 알려진 방법과는 다르게 EPD를 활용하여 단방향 기공채널 세라믹스를 제조한 내용을 소개하였다. 기공직경 200-300㎛, 기공률 40% 정도의 기공채널을 형성한 두께 3.1-3.5㎜의 알루미나, 알루미나 강화 지르코니아, 멀라이트 세라믹스를 제조하였다.

 

○ EPD 기술은 기초 및 응용과 관련된 많은 국제학회가 개최되고 있을 정도로 관심을 끌고 있는 분야이다. 다공질 세라믹스 제조와 관련해서 1990년대 중반에 EPD 기술이 처음 적용된 이후 2000년을 전후로 몇 개의 연구 결과들이 발표된 바 있었으나, 잠재적인 산업적 응용 가능성에 관심이 증가되면서 최근에 활발한 연구가 이루어지고 있다. 이들 다공질 세라믹스에 EPD 기술을 적용하기 위한 연구는 독일이 선도하고 있고 미국, 일본이 뒤따른다.

 

○ 한국은 EPD 기술에 대한 연구가 1990년대 중반부터 활성화되기 시작하여, 이를 세라믹스 제조에 적용하려는 연구가 전자소자를 중심으로 2000년대 중반에 비교적 활발하게 진행된바 있다. 최근에 EPD를 구조용 복합재료에 적용한 결과가 발표된 바 있으나, 본고에서 소개된 다공질 세라믹스를 대상으로 수행된 연구는 알려지고 있지 않다. 다공질 세라믹스의 응용 가능성이 점차 높아지고 있어 관심을 가질 분야이다.

저자

K. Moritz, U. Ballaschk, G. Schmidt, J. Hubalkova, C.G. Aneziris

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

36()

잡지명

Journal of the European ceramic society

과학기술
표준분류

재료

페이지

333~341

분석자

정*생

분석물

• 전기영동 증착에 의한 단방향 기공 채널의 세라믹스 제조.pdf [444,551 byte]

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