기능을 디자인 한다! 차세대 다기능 복합재료

류도형 공학박사 요업기술원 책임연구원

1.들어가며
super slim, 초경량 시대인 21세기, 기술 간의 무한한 경쟁은 어떤 기술이 문화가 되기 전에 사라져 버리는 현상마저 낳고 있다. 기술이 문화가 되는 시대가 있었다. 워크맨이 좋은 예일 것이다. 이제는 DMB, PMP, PDA 등 너무나 다변화되는 기술의 시대에 와있으며 이들의 진화의 방향은 이제 그 누구도 예측하기 힘든 세상이 되었다. 개방과 상호교류, 인터넷을 통한 광범위한 저작과 지식정보의 교류와 상호참조를 통해서 나의 지식과 타인의 지식을 구분 짓는 것이 참으로 어려운 일이 되었다.
이러한 광범위한 영역에 있어서 지식과 기술의 상호확산을 통한 융합과 통합이 가능한 재료의 연구분야 그것이 바로 복합재료이다. 그러므로, 복합재료는 재료연구가에게 있어서는 예술의 영역과 같은 것이다.
재료를 디자인 하는 것은 마치 섬유에서 옷감에 물을 들이는 것과 같은 것이다. 여러 가지 특성을 가지는 다양한 소재를 입맛에 맞도록 조절하여 디자인 한다.
복합재료는 재료의 구성비와 구성형태 구성하는 방법에 이르기 까지 다양한 분야의 기술적인 탐구가 가능한 복합예술의 형태이며, 최적의 성능을 발현하는 구성비와 조직을 갖는 복합재료는 그것 자체로서 새로운 하나의 소재가 된다. 바야흐로 구성소재를 여럿 모아서 새로운 원천소재가 개발되는 것이다.

본 고에서는 최근의 문헌에 보고되고 있는 첨단 복합재료를 중심으로 기능별로 묶어서 간략히 복합재료의 미래방향에 대한 인식을 점검해 보고자 하였다. 특히, 2000년 이후에는  나노소재에 대한 폭발적 관심의 증가에 따라서 재료는 분자-원자단위에서의 디자인 영역에 까지 그 폭이 넓어졌다.
Ceramics and Composites를 키워드로 했을 때 검색되는 논문의 초록을 중심으로 복합재료를 분류하여 보았다. 표 1에 복합재료를 임의적으로 최종형상별, 구성소재별, 기능별, 구성형태별로 구분하여 정리하였다. 이들 여러복합재료 중에 최근의 연구결과들을 중심으로 간략하게 기능별로 복합재료의 동향을 정리하였다.

2. 방열기능 복합재료
방열재료는 정보화 및 ubiquitous 시대에 있어서 대단히 중요한 재료이다. 마이크로전자 산업에서 디바이스의 크기가 점차 소형화되고 있다.
특히 다기능 전자 팩키징분야에서는 이들 계에서 생성되는 대량의 열을 해소할 수 있는 고열전도도를 가지면서 동시에 기판재인 Silicon과 열팽창계수차이가 크게 나지 않는 저열팽창계수를 갖는 재료에 대한 요구가 커지고 있다. 금속기지 복합재료가 이러한 요구를 충족할 수 있지만 상당히 낮은 열팽창계수를 갖기 위해서는 강화제 (세라믹 혹은 카본)의 양이 60% 이상으로 많은 양이 첨가되어야 한다. 이처럼 많은 양의 강화제가 첨가된 제료를 제조하는 방법으로서는 우선 세라믹의 프리폼을 제조한 후에 금속을 함침하는 공정을 채택하고 있다. 따라서, 세라믹입자의 고밀도 충진, 균일충진기술 및 이로부터의 다공성프리폼을 제조하고 이 프리콤과 금속 함침제간의 젖음성 특성을 향상시켜서 균일한 복합재료를 제조하는 기술이 필요하다.
그림 1은 미국 CPS 사에서 제조하고 있는 마이크로패키지용 알루미늄/SiC 기 복합재료기판의 사진 및 일체형 cooling pin의 확대사진 그리고 그 미세구조를 나타낸 것이다.
Al/SiC 복합재료는 100~200마이크론 이상의 SiC 조대입자와 수십마이크론으로 이루어진 SiC입자들을 바인더 및 가소제를 사용하여 먼저성형하고 난후 알루미늄을 가압함침하여 제조하는 공정으로 제조되는 것으로 알려져 있다. 기판의 열전도도가 알루미늄과 유사하며 강도는 알루미늄의 2배 이상인 450MPa을 나타낸다. Al/SiC 복합재료의 가장 큰 특징은 열전도도가 우수하면서 우수한 강도를 갖고 또 실장되는 Si 칩의 열팽창계수와 유사한 열팽창계수로 조정가능한 점이다. 유사한 표 1은 Al/SiC 재료의 밀도, 열팽창률 등의 물성을 기판재인 Si과 GaAS, 그리고 알루미늄, AlN, SiC 등의 물성과 비교한 표이다.

한편, LED를 이용한 조명은 자동차, 도로교통정보, display 등 다양한 분야에서 활발하게 상용화되고 있다.
LED용 형광체 제조의 원천소재기술과 더불어서 LED에서 발생되는 대량의 열을 소화해내는 복합재료에 대한 관심도 높아지고 있다. 초고 lumen LED 조명개발의 최대 장애물은 열발생문제이다. 온도가 높아지면 LED 자체의 발광효율이 떨어진다. 열은 LED 다이가 붙어있는 각 층에 영향을 미쳐서 다른 재료들로 구성된 각층이 각자 다른정도로 팽창함으로써 delamination을 일으키고 전기적인 접촉이 끊어진다든지 LED die와 다른 전자부품과의 접촉이 끊어지기도 한다. 또 온도가 올라가면 LED의 수명도 감소하게 된다.
최근 Lamina ceramics, Inc. 는 LTCC-M (Low Temperature Co-fired Ceramic on Metal) 기술을 이용하여 고휘도 LED package의 후면판의 내열온도를 기존의 70℃에서 250℃까지 견디는 소재를 개발하여 이를 제품화하였고 2005년에 15 million dollar의 매출을 달성하였다. LTCC-M기술은 HTCC기술로부터 LTCC기술로 발전되었고 이것이 다시 LTCC-M 기술로 발전되어 왔다. LTCC-M은 multichip module on ceramics를 다시 metal base core에 접합한 구조라고 볼 수 있다. 모든 광원의 글로벌 마켓은 대개 12~15 billion이라고 추정되며 성장속도는 매년 2~3%이다. 2004년에 HB LED 시장은 3.7 billion이었고, 그 중 190 million이 niche lighting applications였다고 추정된다.  2009년에 전체 HB LED 마켓이 7 billion 이상될 것으로 예측되며, 그중 13%가 조명용으로 사용될 것으로 예상된다. 보수적인 성장속도로 매년 15~20% 잡아서 HB LEB 의 조명 부분의 시장은 2012년에 약 2 billion이 될 것으로 예상되고 있다. 따라서 LED용 발광소재 뿐만 아니라 열관리소재 및 디자인 기술의 개발도 지속적으로 요구된다. 

3. 다기능 복합재료
복합재료의 장점 가운데 하나는 필요한 기능을 디자인할 수 있다는 점이다. 예를 들면, 전기가 잘 통하는 연속섬유를 폴리머나 세라믹의 기지상과 복합화하여 이들 연속상의 전기적, 광학적 특성의 변화를 센싱하면 쉽게 복합재료가 받는 응력과 파괴정도를 관찰할 수 있다. 그러한 예는 이미 CFRP에서 구조의 안전성 진단을 위해서 오래전부터 사용되어 왔다.
그런데, CFRP에서 carbon fiber는 인장응력이 걸려있는 상태에서 섬유의 파괴와 복합재료의 변형을 검지할 수 있는 센서로서 유용한 재료이긴하나, 변형이 작은 영역에서는 이웃한 파이버들간의 접촉에 의한 전기전도로 인해 섬유파괴로부터 비롯되는 저항변화가 민감하지 않다.
이에 비해서 전기가 통하는 재료인 SiC로 연속섬유를 제조하고 이들 연속섬유의 표면을 산화시켜서 절연층을 형성하면 마치 피복된 전선이 형성된 것과 같아진다.
표면이 산화된 SiC fiber는 절연층이 형성되므로 이웃파이버들간의 접촉을 막을 수 있어서 민감한 센서를 제조하는 것이 가능하다. 표면을 산화시킨 SiC fiber를 에폭시에 embedding하여 전기저항변화를 관찰하면 파괴에 대한 센서로서 사용이 가능하다.

가. Novel Nano 복합재료
최근 나노소재에 대한 관심이 크게 높아지면서 세라믹 나노분말 뿐만 아니라 나노파이버 나노코팅소재 나노복합재료에 대한 연구활동이 크게 증가하고 있다.
특히, 나노파이버는 Electro-spinning법을 통해서 제조되는 연구활동이 가장 활발하여 polymer solution을 기반으로 하는 spinning solution을 전기방사하여 nanocomposite fiber를 제조하거나 nanoceramic을 제조하는 연구들이 발표되고 있다. 전기방사법은 주로 극미세섬유를 형성하는 방법으로 이용되어 polymer membrane, nano filter 등을 제조하는 방법으로 이용되다가 이들 폴리머를 탄화하여 나노탄소섬유를 제조하는 방향으로도 연구가 확대되었고, 최근에는 나노세라믹 분야에서도 주로 산화물계 졸-겔용액을 전기방사하여 나노세라믹 섬유를 제조하는 연구들이 많이 보고되고 있다.

나노세라믹섬유를 제조하기 위해서는 먼저 유기-무기 복합재료(하이브리드) 용액을 전기방사하여 전구체 섬유를 제조한다음 이를 하소하여 열분해 공정을 거쳐서 제조되며 하소온도와 공정에 따라서 섬유의 결정성과 물성이 크게 영향을 받게 된다. 한편, 최근에는 polymer precursor를 이용한 SiC 섬유, Si3N4 섬유 등도 제조되기 시작하였다.

나. CNT-Ceramic 복합재료
Al2O3, ZrO2, Si3N4 등 대부분의 산화물 혹은 질화물계 세라믹스는 절연체이다.
그러나, 전기를 통하는 제2상을 입계에 연속적으로 배치하면 전도체로도 만들 수 있게 된다. 연속적인 입계상을 형성하거나, 불연속적이더라도 percolation threshold 이상으로 제2상을 첨가하는 방법이다. 전기가 통하면 방전가공을 통하여 복잡한 형상으로 가공 가능한 큰 장점을 얻게된다. 통상 percolation threshold 는 20 vol % 정도인데 첨가되는 입자의 형상에 따라서 변화된다.
Si3N4-TiN 복합체의 전기전도도는 percolative 거동을 따르는데, 일정한 양의 TiN 첨가범위에서 급격한 전기저항의 감소를 보인다. TiN 의 농도가 전도성 네트웍을 형성할 정도가 될 때를 perlolation 농도 혹은 percolation threshold라고 한다. 전기전도도 뿐만 아니라 다른 물성들도 percolation threshold 근방에서 크게 변화하게된다.
질화규소와 TiN의 전기저항율은 약 15승 이상의 차이가 있어서 복합체는 TiN의 양에 따라서 109Ωcm 정도의 부도체에서 10-1Ωcm 보다 낮은 전도도의 전도체까지 될 수 있다. 전기저항은 TiN 상의 연결성에 의존하고 전도도 네트웍 형성확율은 주로 TiN의 함량에 의존한다.
또한 최기 입자의 크기와 모양, 소결조건, 첨가제 그리고 소결중 형성되는 액상의 형태와 양에 따라서 다른 거동을 보인다. Si3N4-TiN 계의 percolation threshold는 약 25 vol%(30 w%) 인 것으로 보고되었다. (ref. Lj. Zivkovic, et al., Microstructural characterization and computer simulation of conductivity in Si3N4-TiN composites, J. Alloys and Compounds, 373 (2004) 231-236)
이러한 마이크로 복합체의 percolation threshold가 20~30%의 범위에 있는 것과 비교하여 CNT-Ceramic 복합체는 0.6~2 %의 범위에 있는 것이 특징이다. CNT는 1차원적인 통전소재로서 균일한 분산을 통해서 절연체 세라믹 내에 복합화 되면 아주 작은 양의 첨가량으로서도 소기의 목적을 달성할 수 있는 장점이 있는 재료이므로 주목을 받아왔다.
CNT를 기계적으로 혼합하는 방법과 (ex-situ) 세라믹-금속계 촉매시스템 복합물 위에 in-situ 로 성장시킨 후 이를 출발원료로 사용하는 방법, 혹은 다공체로 먼저 perform을 만든 후 CNT를 내부에 성장시키는 방법 등이 시도되어 왔다.
그림 7은 SWNT-MgAl2O4계 세라믹 복합재료에서(0.23 vol% ~24.5 vol% CNT 범위) 가압소결을 통해서 제조된 복합재료의 전기전도도를 CNT의 vol%에 대한 함수로 나타낸 그래프이다. 전기전도도가 10-10 (0.23 vol%)에서 0.004 Scm-1
(1.16 vol%)로 7 order정도 점프 하였으며 11.18 vol%까지 1 s cm-1로 지속적으로 증가하는 것을 볼 수 있다. 그림에 삽입된 log-log 스케일로 나타낸 plot으로부터 s값이 percolation theory 의 scaling law 에 잘 맞고 있는 것을 볼 수 있다. 이 때 pc = 0.64 ±0.02 vol%, t=1.73±0.02 였다.

4. 내열기능 복합재료
가. 공융세라믹산화물 복합재료 (Super high tempera
ture ceramic composites)
세라믹 복합재료의 주요 용도 중의 하나가 초고온 가스터어빈재료이다.
최근 일본에서는 가스터어빈의 내부 shroud 재료로서 세라믹계 복합재료 중에서 독특한 미세구조를 갖는 산화물 복합재료를 개발하고 있다. 공융고화 금속계 복합재료에 대한 연구가 1900년대 중반부터 활발히 진행되어 온 것에 비해서, 세라믹계 (예, Al2O3-ZrO2, Al2O3-YAG)의 일방향으로 고화된 공융 세라믹 복합재료에 대한 연구가 15년간 이루어져 왔다. 세라믹 복합재료의 고온물성은 고온의 입계에서의 입계 미끄러짐현상(grain boundary creep)에 의하여 고온강도가 결정된다. 보통의 세라믹계 복합재료는 입계에 일정한 두께 (2-10 nm)의 비정질상이 존재 (그림 4 참조)하여 이 입계 비정질상의 viscous flow에 의해 고온크립이 발생한다.
공융산화물복합재료의 경우에는 3차원적으로 서로 연결된 단결정들이 서로 엉켜있는 구조를 하고 있으며 이들 상화 침입형으로 형성된 입자들의 계면은 전혀 비정질상이 존재하지 않으므로 1500℃ 이상의 초고온까지도 creep 현상이 관찰되지 않는다.

최근에는 공융액상의 고화 kinetics의 조절을 통하여 공정이 규칙적으로 잘 정렬된 lamellar구조를 갖거나 혹은 섬유상으로 정렬된 상이 제 2상에 규칙적으로 배열된 형태로된 복합재료를 제조하여 이러한 규칙적 배열이 갖는 기능적 특성을 이용하고자하는 연구들이 시작되었는데, NiO-YSZ 계에서는 lamellar 구조를 갖는 NiO//YSZ를 제조하여 환원처리하여 다공질 Ni층과 YSZ층이 교대로 생성된 구조로 만들어져 SOFC의 양극으로 사용되었다. LiF/NaCl계에서는 LiF 단결정 섬유가 NaCl 기지내에 균일하게 배열된 구조가 만들어지며 NaCl을 용해하면 LiF 단결정 섬유가 얻어지기도 하였다.

나. SiC fiber 및 SiC/SiC composites
초고온 세라믹 복합재료로서 SiC/SiC 세라믹 복합재료는 1980년대 후반부터 현재까지 지속적으로 연구와 개발의 중심이 되어오고 있다. SiC fiber의 개발 및 SiC 섬유복합재료와 기지상과의 계면연구 및 치밀화공정기술에 대한 연구, 복합체의 고온물성에 대한 연구들이 큰 연구 물줄기를 형성해 왔다.
이러한 연구개발에서 가장 큰 난제는 바로 1500℃이상에서 치밀화 공정을 거치면서도 열화되지 않는 SiC fiber를 개발하는 것이었는데, 1990년대 후반에서 2000년 걸쳐서 일본에서 2개사, 미국에서 1개사에서 각각 소결된 SiC fiber를 제조하여 상용화 함으로써 이러한 요구가 충족 되었다. 
일본 Nippon carbon 사에서 개발된 Hi-Nicalon Type S 의 미세구조가 가장 fine 하고 Tyranno-SA가 가장 coarse한 microstructure를 가지고 있다. 이들의 고온강도는 Syramic fiber가 가장 우수하여 상온강도가 2.5 GPa이고 1000도 이상의 고온에서도 약 2.0 GPa 이상의 초고강도를 유지하고 있다. 그러나, 여전히 1500도 정도의 온도에서는 고온물성의 열화가 관찰되는 문제가 남아있다.
SiC/SiC 복합재료는 최근에 미국에서 가스터어빈이 상용화되는 단계에 접어들면서 관심이 새롭게 높아지고 있는 분야이다. 1980년대부터 이 시스템의 치밀화 공정연구 고온물성연구가 많이 이루어져 왔지만, 95% 이상의 상대밀도를 갖는 치밀한 복합재료를 상압소결방법으로 얻지는 못하였다.
현재까지, SiC/SiC 복합재료를 제조하는 방법 먼저 SiC 섬유로 2D-preform, 혹은 3D- preform을 먼저 제조한 후 이들 preform에 기지상과 복합하기 전에 계면상으로서 pyro
litic carbon, boron nitride, porous ceramic layer 등을 설치하고 나서 기지상과의 복합화를 실시하여 제조한다. 기지상을 제조하는 방법은 1) MTS gas를 이용한 화학기상침투법 (chemical vapor infiltration), 2) 반응소결법, 3) slurry 및 polymer precursor infiltration 후 열처리법 (PIP법) 등으로 대별된다.
이러한 방법 중 최근의 2가지 사례를 소개한다. SiC/SiC 복합재료를 CVI로 제조하는 방법은 반복적인 표면 grinding을 동반한 장시간의 CVI 공정이 필요한데, 최근 한국 원자력 연구원의 SiC/SiC복합재료 연구그룹에서는 CVI 공정을 단축시킬 수 있는 새로운 방법을 제안하였다.

한편, 일본 쿄토대학 Koyama group에서는 nano-SiC slurry와 PIP 법을 병용한 새로운 치밀화기법을 개발하여 보고하였다.
SiC 의 전구체가 되는 PVS와 PCS 용액 내에 약 200 nm의 β-SiC particle를 25-67%까지 혼합한 slurry를 hand layer up을 통해서 함침하여 1차 성형 열처리하여 치밀화한 후 6차례 반복적인 PVD 혹은 PCS 만의 함침 열분해를 통해서 SiC/SiC 복합재료를 제조하였다. SiC particle이 57%까지 혼합한 slurry로부터 제조한 복합체의 치밀화와 미세구조가 가장 우수하였다.

다. 마찰기능 복합재료
carbon/carbon 복합재료
수송용기기에 있어서 안전은 무엇보다도 중요하다. 특히, 항공기, 고속열차등의 대형 수송기기의 안전은 그 어떤 것 보다도 우선적으로 고려되어야한다.
이러한 측면에서, 안전과 효율 그리고 에너지의 관점에서 마찰기능의 복합재료가 중요한 역할을 한다. 항공기의 브레이크 디스크, 자동차의 브레이크 디스크, 고속열차의 브레이크 디스크 등이 바로 안전을 담보하는 마찰기능의 복합재료이다. 차세대 마찰기능 복합재료는, 보다 안전하게 보다 가볍게 보다 강하게 신뢰성 있는 제동특성을 갖는 재료로 구현되어야 한다.

라. 바이오기능 복합재료
복합재료의 좋은 응용 예는 바이오 소재에서도 찾아볼 수 있다. 게다가 세라믹-유기/무기 복합재료의 형태로서의 바이오 소재는 자연을 닮았다는 측면에서도 중요한 의미를 가진다. HAP-유기 복합재료의 생체적합성은 다른 어떤 소재보다도 우수하다.

5. 마무리하며
복합재료의 연구동향을 문헌의 통계적 분석을 통하여 개괄하고 최근의 관심이 높은 몇몇 분야에 대해서는 간략하게나마 리뷰해 보았다.
기계구조 복합재료 연구분야에서는 여전히 내열성, 초고온 고강도 및 신뢰성 높은 복합재료의 개발 방향이 유지되고 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 최근의 전자기기의 초고집적화, 신광원의 개발등의 추세에 맞는 새로운 형태의 방열기능의 복합재료의 개발이 큰 동향으로 관찰되었다.
한편, 나노섬유, 나노튜브, 나노입자를 새롭게 제조하고 이를 복합화하여 전기, 자기적 기능을 발현하는 새로운 형태의 다기능 나노복합재료의 연구개발 동향도 두드러 졌다. 다만, 현재까지 큰 응용연구의 흐름이 있는 것은 아니고 연구실 단계의 기초 개념개발 및 공정개발 수준에 머물러 있었다.
이들 다기능 재료들이 현재까지의 마이크로 복합재료와 함께 유연하게 하이브리드화 되면서 새로운 응용분야가 나타날 날이 올 것이라고 믿어진다. 이외에도 마찰재, 바이오기능 복합재료등 분야에서도 새로운 시도들이 나타나고 있었으나 지면 관계상 상세히 서술하지 못하였다.

표 1. 복합재료의 분류표
 
그림 1. CPS 사의 Al/SiC power substrate 의 사진(a) 및 일체형 cooling pin의 확대사진 (b) 및 Al-SiC 복합재료의 주사전자현미경 사진 (c). ref) M. Occhionera, et. al, “Aluminum Silicon Carbide (AlSiC) for Advanced Microelectronic Packages”, IMAPS 1998 Boston Meeting, (1998).

표 2. Al-SiC 방열특성 복합재료의 물성을 비교한 표 ref) M. Occhionera, et. al, “Aluminum Silicon Carbide (AlSiC) for Advanced Microelectronic Packages”, IMAPS 1998 Boston Meeting, (1998).

그림 2. LTCC-M 구조의 해체모습 (a)와 고집적된 HB-LED 모듈사진 (b)

그림 3. 절연층이 피복된 SiC fiber의 전자현미경사진과 피복된 섬유를 이용하여 제조된 복합재료의 파괴센싱능력비교를 위한 개략도ref) T. Ogasawara et al., Sensitive strain monitoring of SiC fiber/epoxy composite using electrical resistance changes, Composites Science and Technology (2006)

그림 4. 일방향 공융응고를 통하여 제조된 알루미나/YAG 복합체의 고온물성 (a), 미세구조 (b) 및 계면에 비정질상이 있는 일반 복합재료와 비정질상이 없이 깨끗한 계면을 가지는 공융응고조직의 고분해능 TEM 사진 (c) 및 이들의 응용제품으로서 가스터어빈 엔진의 liner 와 shroud. ref) J. LLorca et al., “Directionally solidified eutectic ceramic oxides,” Progress in Materials Science 51  711-809 (2006).

그림 5. 전기방사된 polyacrylonitrile fiber를 탄화하여 제조된 carbon nanofiber 위에 carbon nanotube를 촉매성장시킨 재료의 투과전자현미경, 주사전자현미경사진 (ref. H. Hou et al., "Carbon nanotubes on carbon nanofibers: a novel structure based on electrospun polymer nanofibers," Adv. Mater. 16 69-73 (2004).

그림 6. 일방향 정렬된 나노섬유의 전자현미경 사진 (a) TiO2/PVP composite, (b) polycrystalline TiO2, (c) polycrystalline Sb-doped SnO2, (c) polycrystlline NiFe2O4.

그림 7. 1300℃, 43 MPa, 진공에서 가압소결제조된 CNT-MgMgAl2O4계 나노복합재료의 전기적 거동과 미세구조 (a) CNT vol %의 증가에 따른 전기전도도의 jump를 나타내고 있는 plot (0.64 가 percolation threshold), (b) CNT 1.12 vol% -MgAl2O4(100% 상대밀도, 전도도 0.0072 S) 의 파단면, (c) CNT  11.18 vol% -MgAl2O4 (상대밀도 83.8%,    전도도 1 S).  ref) S. Rul et al., “Percolation of single-walled carbon nanotubes in ceramic matrix nanocomposites,” Acta Materiallia  52 1061-1067 (2004)

그림 8. 1990년대 후반부터 현재까지 개발되어 있는 최고성능의 SiC 섬유 (a) Hi-Nicalon type S, Nippon Carbon Co, Japan,  (b) Tyranno-SA, Ube, Japan (c) Sylramic fiber, Dow-corning Co, USA, (d) 이들의 고온강도 추이. ref) A. R. Bunsell, et. al., “Fine diameter ceramic fibres,” J. Eur. Ceram. Soc, 20 2249-2260 (2000).

그림 9. 원자력연구원의 복합재료 그룹이 제안한 SiC/SiC CVI공정중에 whisker를 형성시킨후 matrix를 infiltration 하는 방법; (a) 통상정인 CVI 법과 휘스커성장법을 혼용한 방법을 비교한 그림, (b) 휘스커성장법을 혼용하여 제조된 SiC/SiC 복합재료의 내부단면, (c) 통상적CVI법(△) 과 휘스커성장법 (○)의 matrix infiltration time에 따른 밀도증가 및 weight gain 속도 비교 그래프. ref) W. J. Kim et. al, “Effect of a SiC whisker formation on the densification of Tyranno SA/SiC composites fabricated by the CVI process,” Fusion Engineering and Design 81 931-936 (2006).

<본 사이트에는 일부 표가 생략되었습니다. 자세한 내용은 월간세라믹스를 참조바랍니다.>