초고온을 차단하는 세라믹스 코팅 기술 개발

차열 온도 섭씨 1400도

재단법인 파인세라믹스센터(JFCC, 名古屋市)는 초고온을 차단하는 세라믹스 코팅 기술을 개발했다. 차단온도는 종래 기술인 섭씨 1200도를 넘는 동 1400도. 높은 내구성도 유지하여 항공기 제트엔진 등에 대한 응용을 전망할 수 있다. 연내에 石川島播磨重工業과 항공기를 사용한 실험에 들어가, 조기 실용화할 계획이다.
신기술의 명칭은 ‘전자빔 증착법에 의한 차열 코팅 시스템’. JFCC는 우선 세라믹스의 대표적인 소재인 지르코니아에 특수산화물인 하프니아와 란타니아를 특별한 배분으로 합성한 특수 세라믹을 개발. 이것을 전자빔에 의해 섭씨 3000도 이상으로 뜨겁게 하여 증발시켜 대상물에 코팅한다. 그 결과, 대상물에는 두께 나노미터 레벨의 다층박막에 특수 세라믹이 코팅된다.
다층박막은 날개가 겹쳐진 듯한 우모상(羽毛狀) 구조로 미세한 공간이 무수하게 형성되어 발포 스티로폴처럼 열을 잘 전달하지 않는 구조. 지르코니아 소재인 기존의 세라믹스 코팅은 1200도를 넘으면 열화되지만 신소재는 1400도 이상에서도 열화되지 않는다고 한다.
제트엔진 내의 온도는 1400도 정도로 금속의 열화가 빠르다. 신기술에 의해 엔진의 열효율을 높여서 성능향상으로 연결시킬 수 있다고 한다. JFC
C와 石播는 엔진 부품의 샘플을 시작. 연내에 신기술을 채용한 엔진을 실기(實機)에 장착하여 실용화 실험을 할 계획이다.           

       (일경산업)

세라믹스 중공입자 직경 균일하게 양산하는 기술 개발
공 모양의 수지를 주형으로

지르코니아-기반 가스 센서

이트리아-안정화 지르코니아(YSZ)를 이용한 고상 전기화학센서와 산화물 센싱 전극(SE)이 규슈대학의 연구진과 Riken사의 연구진에 의해 제작, 고온에 대한 테스트 과정을 마쳤다.
테스트된 다양한 단일 산화물 SE 중에, 혼합 포텐셜 타입 NOx 센서용 NiO-SE가 800~900℃의 높은 온도 범위에서도 NO2에 대해 가장 큰 감도를 보였다.
이 센서는 건조한 가스에서보다 수증기가 있는 상태에서도 빠른 응답과 회복 특성을 보였다.
ZnCr2O4 SE가 부착된 새로운 타입의 복합 임피던스 기반(impedanceme
tric) NOx센서가 700℃에서 NOx에 대해 뛰어난 감지 특성을 보인다는 것이 증명되었다. 그 뿐만 아니라, 700℃에서 0에서 200ppm 범위의 농도에서 NO에 대한 감도는 거의 NO2에 대한 감도와 같았다.
임피던스 기반 NOx 센서용 평판 층 형태의 구조가 배기가스 내에 같이 존재하는 산소 농도 변화뿐만 아니라 가연성 가스의 영향으로부터 NOx 감도 보호를 위해 제안되었다.  

   (ACB)

나노크기 광학 기술

미국 DOE 로렌스 버클리 연구소와 캘리포니아 대학의 연구진들은 거의 유일하게 광자와 전자를 나노크기의 부품에서 전송하는데 사용될 것으로 기대되고 있어 큰 기술적 흥미를 끌고 있는 반도체인 갈륨 나이트라이드 (Nitride) 또는 산화주석으로 만들어진 나노와이어 레이저에서 산화주석으로 만들어진 나노 리본으로의 커플링 현상을 보고하였다.
나노와이어 레이저는 ‘광학 펌핑’이라고 불리는 과정을 통해 자외선을 내는 순수한 나노크기의 결정이다. 연구진은 만약 광자 소자가 통신이나 컴퓨터에 적용된다면 필수적인 기술인 각 레이저 펄스를 나노와이어에서 리본으로 전송하는 기술이 가능함을 보였다.
연구진은 산화 주석 나노리본의 네트워크가 다중 채널 필터로 사용되어 백색광의 원소를 분리하여 각 채널로 보내는 기술을 시연해 보였다.
최종적으로, 이 고굴절계수 나노와이어와 나노리본은 물과 다른 액체 속에서 빛을 가이드하는데 사용될 수 있다. 이러한 특성은 마이크로유체와 생물학에 응용될 수 있는 매우 중요한 특성이다.                       

(ACB)
       

Cu위에 형성한 PZT 박막

비활성 금속 전극을 기본 교체하는 것은 강유전성 절연체와 압전 소자의 가격을 낮추는데 필수적인 일이라고 할 수 있다. 미국 노스 카롤리나 주립대학의 재료 연구 센터의 연구진들은 PZT 박막을 기본 금속인 구리 호일 위에 곧바로 형성할 수 있는 공정을 개발, 발표하였다.
이는 납 기반의 페로브스카이트(perovskite) 재료를 사용할 수 있는 범위에서 저가의 높은 전도성 구리 전극을 사용할 수 있는 가능성을 연 것이다. 실 예로 PCB에 내장된 PZT 막을 사용한 축전기, 센서, 버랙터(vara
ctor); 다층 PZT 압전 소자, 납 마그네슘 니오베이트-납 타이테네이트(PZT) 기반 다층 유전막, 정전기 소자가 그 예이다.           

       (ACB)