Technology Brief｜중국 세라믹 기술정보

외신자료 제공 : 요업기술원 한중일세라믹산업기술협력센터

배터리의 환경보호는 ‘수은’에 달려있어
휴일에 외출할 때에는 디지털카메라, 손전등이 빠질 수 없다. 그러면 배터리 역시 없어서는 안되는 휴대용품이다. 그러나 만일 배터리 문제를 간과하게 된다면 휴대용 배터리가 엄청난 환경오염의 주범이 될지도 모른다. 배터리 오염은 주로 함유하고 있는 납, 수은, 카드뮴 등 소량의 중금속에 있다. 폐건전지는 오랫동안 기계적인 손상과 부식을 거치면 내부에 들어있는 중금속과 수소이온 등이 누출되어 토양이나 수자원에 스며들어 각종 경로를 통해 사람의 먹이사슬에 들어온다. 연구 결과에 의하면 C형 건전지 하나가 땅에서 부패하면 1평방미터의 토지가 농업용 토지로서 사용할 수 없게 되고, 손목시계용 건전지 하나면 600톤의 물을 오염시켜 음용수로서 가치를 잃어버리게 된다. 이보다 더욱 심각한 것은 건전지 오염이 주기가 길고 잠복성격이 크기 때문에 잠재적인 위해가 매우 크다. 그러므로 부적합한 처리는 2차 오염을 불러 일으키게 된다. 진정 친환경 외출을 위해서는 가장 먼저 수은 함량이 낮은 친환경 건전지를 사용해야 한다. 현재 시장에서 판매되는 국내외 건전지는 모두 수은함량표시(배터리 제품의 수은함량 표지 방법은 중국 환경보호배터리공장마다 표시가 다르다. 저수은, 무수은 등 몇가지 방법이 있다)가 시행되지 않는다. 소비자가 배터리를 구매할 때 배터리의 수은함량을 보려면 친환경 배터리인지 알 수 있다. 2006년, 국가질량검사총국은 배터리에 대해 제품품질감독을 위한 표본조사 실시 결과 합격율이 74.5%를 기록했다. 전문가들은 친환경배터리를 선택할 때, 먼저 ‘국가 검사 면검’, ‘중국브랜드’가 표시된 배터리제품과 지방브랜드 배터리제품을 찾으라고 제안한다. 둘째 또한 전기 기기의 수요를 근거로 적당한 배터리 유형과 규격사이즈를 선택하고 전지기기 전기 소모 크기와 특징에 따라 적합한 전지기기의 배터리를 구매해야 한다.
마지막으로 소비자는 배터리의 마트에 주의해서 배터리상표에 생산공장명, 배터리 극성, 배터리모델번호, 표칭전압, 상표 등을 표시해야하고 판매되는 포장에 중문 주소, 생산날짜 그리고 품질 유효기한 또는 품질 유효기한의 최대 날짜, 표준 집행 번호를 표시해야 하고 알칼리 아연망간 배터리를 살 때 반드시 무 알라카인 또는 LR표시가 된 것을 사야한다고 덧붙였다.
친환경 배터리가 수은함량이 낮을지라도 사용량이 많으면 환경오염을 일으킨다. 그러므로 환경보존을 위해서는 중복 사용할 수 있는 충전 배터리를 사용하는 것이 좋다. 현재 시장에 잘 알려진 충전배터리는 니켈수소배터리, 니켈카드뮴 배터리와 리듐배터리가 있다. 니켈수소배터리는 순환수명이 길고 이론적으로 2000-4000회의 순환수명을 갖고 있고 니켈카드뮴배터리의 에너지밀도가 놓고 친환경 성능이 우수하다. 기본적으로 ‘기억효과’를 없앤다. 리듐배터리는 디지털제품 전용배터리로서 외형은 상황에 따라 변화할 수 있거 기억효과가 없고 사용시간이 길다. 하지만 가격이 상대적으로 비싼 단점이 있다. 현재 국내외 환경보존기구는 충전배터리 사용을 적극 권장하고 있다. 전문가는 충전배터리를 구입할 때 브랜드 이외에 용량을 체크하라고 권고하고 있다. 일반적으로 용량이 클수록 품질이 좋은 것이다. 하지만 충전기를 구입할 때 반드시 제품 브랜드를 보고 결정하고 고속충전기를 구매하려면 자동 차단 기능이 있어야 한다. 마지막으로 전문가들은 방금 구입한 충전 배터리는 일반적으로 충전에너지가 낮기 때문에 처음 충전할 때 충분히 충전해야 한다. 니켈수소배터리의 충전시간을 일반적으로 16시간을 초과해야 한다. 최고효과를 얻으려면 일반적으로 3번 이상 반복 충전해야 가능하다. 배터리는 세번 사용한 후에 에너지를 완전히 방전한 후에 충전하는 것이 좋고 배터리에 잔량이 있을 때 반복충전하는 것은 최대한 지양해야 배터리수명을 길게 유지할 수 있다고 지적했다. (신소재산업망)

태양에너지 배터리 기술의 새로운 단계로 도약,
플라스틱 배터리가 실리콘 배터리를 대체
최근 30여년간의 응용과 발전 끝에 중국의 레이저간섭 속도측정기(VISAR로 약칭)의 연구개발이 중요한 성과를 거두었다. 중국공정물리연구원 유체물리연구소에서 연구를 추진해온 레이저간섭 속도측정시스템이 성능지표면에서 국제적인 수준에 도달했다. 이로써 중국의 무기연구개발, 신소재과학, 천제물리 및 지구물리 등 영역에서의 실험연구가 첨단 테스트 장치를 얻게 되었다.
레이저간섭 속도측정기는 광학 도플러효과가 발전해온 측정기술로서 레이저를 테스트광원으로 이용하고 고속으로 운동하는 물체의 표면에 조사시킴으로써 반사하는 레이저의 진동수의 차이로 물체의 운동속도의 변화를 계산한다. 이 기술은 고속운동하는 물체가 짧은 시간에 일어나는 속도변화를 측정하는데 응용할 수 있고 충격파동의 작용을 받은 각종 재료의 자유면 속도와 내부 입자속도를 측정하는데 응용할 수도 있어서 고온 및 고압 등 극단적인 조건에서 재료의 물리 및 역학적인 반응의 특성을 연구하는데 매우 중요한 가치가 있다. 이 기술은 1970년대에 등장한 이래로 주로 각종 무기 전투부의 폭발실험과 파괴효과 테스트에 응용되는 등 군사적 용도가 매우 강하다. (전원세계망)

전세계 금속재활용산업 급성장
세계 금속시장이 호황을 보이고 중국폐금속의 수요가 급장하면서 전세계 금속재활용산업이 활기를 띠고 있다. 폐금속 수량이 급속도로 증가하게 된 것은 첫째 금속 가격이 대폭 상승했고 둘째 금속마다 나름대로의 수요와 공급을 이끄는 동력이 있기 때문이다. 황금의 재활용 용량은 가격변화에 대해 가장 민감하게 반응하고 있다. 작년, 금가격이 유사이래 두 번째로 연평균 가격 수준에 도달하여 폐황금 공급이 25% 증가하여 1108톤이라는 신기록을 달성, 황금공급총량의 28%를 차지했다. 구리의 재활용 용량과 가격의 관계 역시 가장 밀접하다. 작년, 구리의 가격이 2003년에 비해 3배 상승했고 구리의 폐품공급 역시 30% 증가하여 235만톤으로 늘어났다. 작년 폐구리의 공급의 총공급량의 14%를 차지하여 2003년 12%의 수준보다 높은 수준이었다. 이에 반해 납가격의 동향은 그다지 민감하지 않고 재활용 용량 역시 상대적으로 안정적이다. 납의 4분의 3은 궁극적으로 배터리를 생산하는데 공급되고 있다. 철강의 회수율 역시 중요한 부분이다. 영국의 금속재활용회사가 2005년에 1300만톤의 금속을 가공했는데 그중 1200만톤이 철강이고 나머지가 비철금속이다. 60%를 넘는 재활용 금속이 수출되고 그중 21%가 중국으로 수입되고 있다. (신소재산업망)

세라믹산업의 브랜드제품 신청 개시
환경보존 항목이 평가지표로 포함되어
최근, 국가품질검사검역총국에서는 2007년 중국 글로벌브랜드 제품, 중국브랜드 제품 신청에 대한 통지와 각 상품의 신청조건과 품질지표테스트 항목을 공포했다. 세라믹 중국브랜드제품 신청 범위에는 건축세라믹, 생활세라믹 그리고 위생타일 등이 포함되고 특히 건축세라믹의 연간매출액에 대한 요구기준이 8억위안 이상 수준이고 위생세라믹은 연간 매출액에 대한 요구기준은 4억위안 이상 수준이다. 중국 브랜드전략추진위원회의 부위원장이자 중국품질검수협회 회장인 리바오궈(李保國) 회장은 세라믹은 국가브랜드 상품에서 평가항목 중의 하나로서 주로 품질, 시장, 효익 및 발전 등 4개 항목에서 평가가 이뤄지지만 올해부터 환경보존 항목이 건축세라믹의 평가지표로 포함되어 심각한 환경오염을 유발할 경우 중국 브랜드 제품에 선정되지 못할 것이라고 단언했다.
올해의 브랜드 평가는 제품의 품질, 혁신성, 시장점유율 등 측면에서 문턱을 높인 것 이외에 기업의 사회적 책임과 품질의 신뢰도 측면에서도 더 높은 요구기준을 마련했다. 또한 모든 제품에 대해 최근 3년간 품질, 안전, 환경보존 등 중대한 사고가 없어야 하고 환경오염사고가 발생하지 않았음을 증명해야 한다. 오염물 배출은 반드시 표준에 부합해야 하고 각지역의 환경보호 행정주관에 증명 자료를 제출하도록 요구하고 있다.
국가품질검사검역총국은 또한 각지에 중국 브랜드 제품을 신청하는 기업에 대해 중국제품 품질전자감독관리네트워크에 가입하도록 요구하고 있고 이미 전자감독관리네트워크에 가입한 제품에 대해서는 중국 브랜드 제품 평가시에 우대받을 것이라고 지적했다. 이외에 신청 자료의 사실성을 확보하기 위해 올해 중국 브랜드 제품 신청데이터는 각성에서 공시하여 사회대중의 감독을 받을 것이다. 공시 내용은 신청기업의 명칭, 제품 명칭, 브랜드, 신청제품의 3년 연속 판매량, 매출액, 신청브랜드 및 브랜드를 붙인 제품의 수출량, 수출액 및 세금 납부액 등 데이터 그리고 상기 데이터의 증명서를 제출한 기관의 명칭도 포함된다. 성급에서 공시된 사건은 6월 2일부터 10일까지, 각성의 품질기술감독관리부문은 공시에서 반영된 문제에 대해 조사 및 사실 확인작업에 들어갈 것이다.
품질검역총국은 중국 브랜드 제품 평가와 독려작업은 기업으로부터 어떠한 비용을 받지 않으며 기업에 아무런 부담을 주지 않을 것이라고 재확인했다. 기업의 광고홍보, 협찬 등 활동은 기업의 비즈니스활동에 속한 것으로 평가작업과는 관련이 없다. 신소재산업망)

중국과학원 상하이규산염연구소
중국 최초의 레이저세라믹 개발
신문지 위에 세라믹을 두고 보면 어떻게 될까? 깨끗하게 흰 종이 바탕에 검은 글씨가 보이리라고는 전혀 상상하지도 못했을 것이다. 최근 개최된 제91회 동팡테크놀로지세미나에서 중국과학원 상하이규산염연구소에서 6년간의 실험 끝에 중국 최초의 ‘투명세라믹’인 레이저세라믹을 개발하는데 성공을 거두어 중국이 일본을 뒤이어 세계 두 번째 레이저세라믹재료 개발을 특허를 얻는 기술강국이 되었다. 일반적으로 세라믹은 투명하지 않다. 그 이유는 일본 세라믹에는 무수한 마이크로 기공이 가득차 있기 때문이다. 이 기공 때문에 광선에 대해 강력한 굴절과 산란을 일으켜서 거의 모든 광선이 세라믹을 통과하지 못한다. 만일 이들 기공을 물리친다면 세라믹은 유리와 같이 투명하게 변할 수 있다.
이렇게 상하이에서 개발된 투명세라믹은 고순도 나노원료를 이용하여 볼그라인더혼합과 가열건조등 공정을 통해 1650℃~1780℃의 진공환경에서 10시간 이상 균일한 고온환경에서 소결하여 만들어낸 것으로 크기는 3×3×3입방미터에 불과하다. 외관으로 볼 때 이 노란 대두콩 크기의 세라믹은 완전히 유리와 흡사하다. 이 투명세라믹의 뛰어난 점은 단시간내에 찬란한 레이저를 쏠 수 있다는 점이다. 상하이규산염연구소 연구원 판위바이(潘裕柏)의 소개에 의하면, 일반적인 응용에서 투명세라믹의 마이크로구조가 초래하는 가벼운 마이크로 굴절은 투광율에 영향을 끼치지 않지만 방향성이 강한 레이저가 투명세라믹을 통과할 때 미세한 굴절이 생겨 광선의 약간 왜곡되어 치명적인 오차를 일으키게 된다. 그러므로 세라믹레이저는 가장 기본적인 유니트인 ‘결정세포’로부터 매우 뛰어나므로 비로소 신소재 영역이 국가 연구개발 실력을 가능하는 시금석이 되었다. 투명세라믹은 고도의 투광성 이외에 고강도, 고경도, 항부식, 항고온 등 성능을 갖고 있어서 종합적인 성능이 일반 광학소재보다 훨씬 우수하다. 예를 들면, 투명세라믹으로 만든 고압력 나트륨등의 평균수명이 일반 백열등보다 10배 길고 이것은 현재 사용수명이 가장 긴 전구이다. 비행기, 장갑차 또는 차량에 쓰이는 세라믹 앞유리의 방탄효과 역시 기존의 접합유리보다 2배 강하지만 중량은 방탄유리의 절반에 불과하다.
이 중국 기술로 개발된 레이저세라믹은 현재 3개의 특허를 신청했고 그중 1개 항목은 특허권을 획득했다. 그리고 더욱 크고 강력한 전력을 보내는 업그레이드된 레이저세라믹에 대한 연구개발이 진행 중이라고 한다. (신소재산업망)

중국, 3인치 탄화규소단결정 연구개발 성공
지름이 3인치의 월병 크기만하고 경도가 금강석에 버금가는 회색 단결정이 국가중점실험실에서 연구개발에 성공을 거두었다. 이 실험실은 이 단결정은 중국이 2인치 탄화규소 단결정을 성공적으로 개발한데 뒤이오 대직경 탄화규소단결정 연구 방면에서 커다란 성과를 거둔 것이라고 밝혔다.
중국은 10차 5개년 계획기간 동안 2인치 탄화규소단결정을 개발했지만 더큰 지름의 생장기술은 거의 답보상태였다. 국가 863계획의 지원 아래 산동대학 결정체재료국가중점실험실이 2인치 탄화규소단결정 소량생산한 것을 바탕으로 이론적인 계산을 통해 더큰 지름의 단결정 고온에서 시뮬레이션을 실시하고 부단히 이어진 최적화 설계를 반복한 결과 결국 2000℃의 고온 진공 상태에서 3인치 탄화규소 단결정을 만들어냈다. 자연계의 단결정은 화려한 색깔로 사람들의 관심을 받고 있다. 뿐만 아니라 빛, 전기, 자기, 열, 소리 그리고 힘이 상호 작용하고 서로 교환하는 신기한 물리적 성능을 갖고 있다. 이들 단결정들은 전자부품, 반도체, 고체레이저의 부품의 핵심재료가 되고 있다. (신소재산업망)

LCD용 하이테크 희토발광재료 연구사업, 연구개발 성공
2007년 4월 24일, 중국비철금속공업협회는 베이징에서 발전개혁위원회 희토응용사업인 ‘LCD용 하이테크 희토발광재료’ 연구사업 기술성과평가회를 개최했다. 이 사업은 여우엔희토신소재유한공사, 베이징비철금속연구총원 그리고 의싱신웨이그룹가 공동으로 주관했다. 평가위원회 전문가들은 이 연구사업의 기술이 하이테크하고 발광파우더입자가 균일하며 입차모양이 구형에 가까워 발광성능이 우수하다고 평가했고 사용사의 수요 수준에 도달하여 제품의 품질이 국제적인 수준에 도달했다고 덧붙였다.
최근들어, 발광파우더의 수요량이 끊임없이 증가하면서 중국은 세계 최대의 희토발광파우더 생산국이 되었지만 제품의 대부분이 저기술 발광재료가 주종을 이뤘기 때문에 LCD용 발광재료가 대표적인 하이테크시장에서 경쟁력을 갖지 못하여 해외에 값싸게 희토 세륨제품을 수출하고 해외로부터 고가의 희토발광파우더를 수입해야 했다. 연구사업의 주관기관은 시장수요에 발맞추어 기술혁신에 성공하여 희토발광파우더 가공기술을 개발했고 중국의 고성능 희토발광파우더를 양산할 수 있는 기반을 마련했다. 이 기술의 장점은 발광파우더 가공과정에서 침전액체에서 이온강도를 조정해서 침전과립의 표면전위를 조절함으로써 파우더의 모양을 제어하여 제품의 분산성을 개선했다. 그리고 극성표면의 마감재를 이용하여 과립의 생장을 억제해서 과립을 세밀하게 만들었다. 또한 노화온도와 시간을 통제하고 모액의 이온강도와 표면활성제의 용량을 바꿔서 제품을 제어상태에서 가공할 수 있게 했다. 이로써 침전모액 순환활용 기술을 최초로 개발해서 암모니아 오염문제를 해결하고 LCD용 하이테크 희토 발광재료의 친환경 생산이 가능해졌다. 파일럿테스트 생산한 발광파우더의 입도는 D50이 0.8~1.5㎛, 분산도는 1보다 작으며 비표면이 5m²/g보다 작다. 파우더의 모양이 구형에 가깝고 발광성능이 우수하며 파일럿 생산된 제품의 품질이 인정받아 국산화를 달성할 수 있게 되었다. 하이테크 희토발광파우더의 첨단 가공기술의 개발은 희토세륨의 부가가치를 제고하고 세계 발광재료의 공급을 뒤바꿔서 중국의 희토산업이 발전하는데 매우 큰 의의가 있다. (신소재산업망)

중국 세라믹 기술정보는 요업기술원 한중일세라믹산업기술협력센터 인터넷 홈페이지(http://intercera.kicet.re.kr)에서도 볼 수 있습니다.