경량 알루미나 기반 섬유질 세라믹 제조와 고온 바인더의 영향

[카리]

○ 본 논문은 일반 알루미나 섬유질 세라믹 및 새로 설계한 알루미나 실리카 복합 섬유질 세라믹을 서로 다른 고온바인더를 첨가하여 제조하여 그들의 미세구조와 밀도, 압축강도 등을 비교 분석하였다. 알루미나 섬유질 세라믹은 고온바인더를 실리카 졸을 사용하여 소결한 결과 압축강도는 높아지나 실리카 상은 알루미나 섬유에 의해 구성된 기공을 채우게 되어 기공률은 감소되고, 밀도는 증가하였다.   ○ 알루미나 실리카 복합 섬유질 세라믹제조에는 유리섬유를 고온바인더로 사용한 결과, 유리섬유는 녹아 알루미나섬유에 부착되어 원래의 섬유질 다 기공 구조를 유지하여 낮은 밀도에 높은 압축강도와 준-플라스틱같이 유연성도 좋은 우수한 골격구조를 보여주었다.   ○ 알루미나(Al2O3)는 내마모성, 고강도, 내열성, 화학성 안정성, 전기절연성과 광학기능성, 생체기능성 등의 특성을 갖추고 있다. 지구상에 풍부한 자원으로 세라믹스의 중심 산화물로 현대 공업재료 중에 중요한 위치를 차지하고 있으며 계속적인 기술개발이 이루어지고 있다.   ○ 알루미나의 복합체개발과 경량화개발이 주요한 기술영역으로 대두되었다. 그중 알루미나섬유는 복합체와 FRP의 강화제, 경량화로 고온 단열구조재료와 생체재료 등 새로운 응용분야가 연구되어지고 있다.   ○ 국내 산화알루미늄의 매출규모는 2013년도에 2453억 원에서 2014년에 1435억 원으로 감소하였으나 세라믹섬유는 8425억 원에서 9607억 원으로 증가하였다. 알루미나 관련 소재에 관한 특허가 2010년 이후 알루미나 졸 포러스알루미나 등을 포함하여 약 400여건이 등록되어 있다. 이는 단순 세라믹분말산업이 복합계산업으로 전환됨을 나타낸다.   ○ 우리나라에서는 재료연구소와 세라믹기술원 구조연구실과 세라믹섬유실용화 센타 등에서 구조재료 및 다공성재료 섬유강화 복합재료 등의 연구개발을 하여왔다. 관련대학과 산업체의 참여로 기술개발이 활성화되어 범용경량 복합체를 비롯하여 향후 미래 자동차엔진, 우주왕복선등의 고온 고강도 단열 재료도 개발되기를 기대한다.

경량 알루미나 기반 섬유질 세라믹 제조와 고온 바인더의 영향.pdf