저열팽창 BaxSr1-xZn2SiO7 세라믹의 졸-겔 합성

전문가 제언

○ 열팽창계수가 영에 가까우며 400℃ 이상의 열 충격에 강한 세라믹재료는 조리용 냄비나 가열판 등으로 이용될 수 있다. Li2O 이나 MgO 또는 ZnO 와 알루미노규산(alumino silicates)으로 이루어진 세라믹재료가 이러한 성질을 나타내는 데, 리튬알루미노규산(LiAlSiO4)는 현재 상업적으로 이와 같은 용도로 널리 사용되는 재료이다.

○ 그러나 지금까지 알루미나를 포함하지 않고 영에 가까운 열팽창계수와 열 충격이 뛰어난 특성을 나타내는 세라믹재료는 지금까지 발표된 적이 없다. 최근 BaO-SrO-ZnO-SiO2 계를 졸-겔 방식으로 합성한 세라믹에서 매우 낮은 또는 음의 열팽창특성이 발견되어 주목을 받고 있다. 바륨이나 스트론튬을 함유하는 규산염이 1000℃까지 10x10-6/K 이상의 높은 열팽창계수를 가지는 것과 비교할 때 매우 특이한 점이다.

○ 본 연구에서는 졸-겔 법을 이용한 합성과 열간 압축으로 제조된 Ba0.5Sr0.5Zn2Si2O7 소결체에서 지금까지 발표된 SrO/BaO/ZnO/SiO2계 소결체로서는 처음으로 영에 접근한 열팽창계수를 얻었다. Ba0.5Sr0.5Zn2Si2O7 소결체의 열팽창계수는 130℃까지 영(zero)에 가까운 값을 보이며 900℃까지 4x10-6/K 정도의 낮은 열팽창계수를 보이는 특징을 나타내었다. 졸-겔 방식은 고상소결법과 달리 침적도장(dip coating) 이나 스핀코팅(spin coating) 방법으로 표면코팅이 가능하기 때문에 생산성을 높일 수 있는 큰 장점이 있다

○ 저열팽창계수를 가지는 세라믹재료는 특성에 따라 기계재료(베어링, 밸브), 광학재료(천체 망원경의 반사경, 레이저부품), 전기절연재료, 전자재료(절연기판, 콘덴서 기판), 생체재료, 핵분열 제어봉, 각종 반도체 센서재료, 우주항공재료 등 다양한 분야에 이용되는 재료이다. 재료 합성과 경제적인 제조공법 개발에 대한 연구가 필요하다.

저자

Michael Kracker, Christian Thierne, Johannes Haßler, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

36()

잡지명

Journal of the European ceramic society

과학기술
표준분류

재료

페이지

2097~2107

분석자

김*태

분석물

• 저열팽창 BaxSr1-xZn2SiO7 세라믹의 졸-겔 합성.pdf [481,352 byte]

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