페놀수지 충전 SiC의 Si 반응성 공정으로 제조된 SiC 다공체
- 전문가 제언
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○ 다공성 SiC 세라믹은 경량으로 열적 충격 저항과 화학적 안정성이 우수하여 독가스, 용융 금속필터, 촉매 캐리어 및 경량 복합체 등 많은 분야에 응용할 수 있다. 밀리미터 정도의 기공 크기를 갖는 SiC 기반 다공체는 SiC 충진 페놀수지를 열분해로 탄소질 성형체가 만들어 용융 Si을 침투시켜 제조한다. 높은 온도에서 Si를 제거해서 순수한 SiC 다공체를 제조한다. 다공체 제조공정 동안 가열속도 변화에 대한 미세구조, 체적팽창 및 기공 크기를 조사했다.
○ 페놀 다공체를 1000℃, 60분간 열분해 후에 60분간 1600℃에서 액체 Si을 침투시키면 SiC 기반 다공체는 72%의 높은 기공률과 8.61MPa의 굴곡강도를 갖는다. 탄소질 성형체가 액체 Si 침투 화학반응으로 SiC 로 변환된 양에 따라서 굴곡강도가 달라진다. SiC 두께(d)는 d=(σ？t)0.5 로 얻을 수 있으므로 액체 침투시간 60분에 120분으로 하면 SiC 두께는 약 40% 증가한다. 이와 더불어 굴곡강도는 배 이상 증가할 것으로 예상된다.
○ 다공성 탄소는 여러 분야에 응용이 가능하며 특히 기공 특성을 이용해서 특정 성분만을 선택적으로 분리할 수 있으므로 수 처리 분야에 응용영역이 클 것으로 예상된다. 2015년 수 처리 세라믹필터 시장은 약 1조 4천억 원으로 예상한다. 일본의 Mitsui Engineering & Shipbuilding, 미국 GEA Fileration 등이 주로 생산하며 한국은 주로 수입에 의존하고 있다(한국분말야금학회 21(2014)62)
○ 나노다공성 세라믹 분리막 분야만의 세계시장은 14조(2015년 기준)로 예측된다. 세라믹 필터의 최대 개발과제 중의 하나는 여과 면적을 극대화해서 필터 성능을 높이고 기계적인 특성을 향상하는 것이다. Si 침투 화학반응시간을 2배 이상 및 조성 성분, 온도처리와 압력의 최적화로 72%이상의 높은 기공률과 10MPa 이상의 굽힘 강도를 갖는 우수한 SiC 다공체를 얻을 것으로 예상된다. 선진기업과 기술격차뿐 만아니라 제품화를 위한 축척된 기술과 공정의 신뢰도가 필요하므로 세라믹 제조업체에 대한 정부의 장기적인 정책적인 지원이 필요하다.
- 저자
- Shao-Chun Xu et al.
- 자료유형
- 니즈학술정보
- 원문언어
- 영어
- 기업산업분류
- 재료
- 연도
- 2016
- 권(호)
- 42()
- 잡지명
- Ceramics International
- 과학기술
표준분류 - 재료
- 페이지
- 14760~14764
- 분석자
- 박*식
- 분석물
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