파인세라믹스센터(JFCC)는 열전도율이 낮고 고온안정성이 우수한 차폐 코팅 재료를 개발했다고 발표했다. 전자빔물리기상성장(EB, PVD)장치로 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)에 희토류 산화물을 첨가한 세라믹스막을 합성. 이 막은 주상(柱狀) 결정구조로 되어 있고, 주상결정 하나 하나가 우모상 구조로 되어 있다. 열전도율은 1300℃ 이상에서 1와트 매(每) 미터켈빈으로 주상결정구조 세라믹스에서는 최저치라고 한다. 이번 성과는 신에너지, 산업기술종합개발기구(NEDO)가 추진하는 ‘나노코팅 프로젝트’의 일환. 01년도말에 독일, 아르덴느사제의 EB, PVD 장치를 도입하여 새 코팅재료의 개발에 들어갔다. 이 장치는 150킬로와트의 고출력 전자총에서 전자빔을 발사, 진공 속에서 코팅 재료가 되는 세라믹스 인고트에 조사한다. 인고트는 약 3000℃의 고온에서 국소적으로 용융되어 원자, 분자, 크러스터 상태의 나노사이즈 초미립자로 증발, 기재에 퇴적하는 구조. 1시간당 0.5밀리미터로 고속 코팅이 가능하며, 출력에 의해 증발한 입자의 크기를 수 십 마이크로미터로 제어할 수 있다. 저열전도율은 주상결정구조와 우모상 구조의 나노레벨로 된 2중 구조에 의한다고 한다. 특히 우모상 구조는 나노포어나 나노입자를 포함하고 있고, 2중 구조에 의한 공극률은 20~30%. 한편, 주상구조가 내박리성(耐剝離性), 고온안정성으로 이어지고 있다. 이러한 특성으로 발전용 가스터빈, 항공기 엔진용 등의 열차폐 코팅에 대한 응용이 기대된다. (NK)