세라믹스 부재 결정의 방향을 100% 나란히 만드는 기술 개발
長岡기술대학의 植松敬三 교수 등은 세라믹스 부재 결정의 방향을 거의 100% 나란히 만드는 기술을 개발했다. 세라믹스 미립자를 액체와 섞어서 유동화시키고, 초전도 자석으로 강한 자장을 가하면, 미립자에 자장이 작용하여 방향이 일정해진다. 실험에 사용한 것은 산화알루미늄 미립자. 고순도의 순수(純水)에 넣고, 미립자가 서로 들러붙지 않도록 폴리아크릴 산 암모니움계 분산제를 넣은 뒤, 24시간 잘 섞는다. 이렇게 만든 슬러리를 틀에 붓고, 직경 5㎝ 두께 1㎝의 페렛을 만들어 초전도자석으로 약 10T의 강자장을 가하면서 건조시킨다.
사화알루미늄 미립자는 작은 결정으로 자장을 가하면 특정한 결정 축의 방향이 자력선의 방향과 평행이 되는 성질이 있으므로, 건조 과정에서 페렛 전체적으로 결정의 방향이 일정해진다. 실험 결과, 직경 0.5㎛의 미립자에서는 약 반수의 방향이 일정해지고, 동 1㎛에서는 약 100%가 일정해진다는 것을 알았다. 이 상태에서 고온에서 구우면 결정이 일정한 세라믹스 부재가 된다.
기능성 세라믹스의 일종인 산화아연 등의 압전 세라믹스는 휴대폰 등의 전자기기나 초음파 발생장치, 각종 계측장치 등에 사용되는데, 그 결정의 방향이 일정할수록, 전압변화에 의한 신축(伸縮)의 폭이 커져, 기기의 고성능화와 용도확대로 이어진다. 植松교수 등은 앞으로 신기술을 산화아연 등에 적용할 수 있게 연구를 거듭할 예정이다. (CJ)
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