소결 전 성형체의 내부구조 관찰 기술 개발
長岡기술과학대학의 植松敬三 교수 등은 소결 전 세라믹스 성형체의 단층촬영기술을 개발했다. 알루미나의 미분말 원료를 밀어넣어 굳혀서 약간 구운 세라믹스 성형체를 사용하여 실험했다. 요오드화 에틸렌에 유황을 녹이고, 다시 형광체(나일레드)를 섞은 액체에 성형체를 담그고 알곤레이저를 조사한다.
성형체는 보통은 불투명하지만 세라믹스와 굴절율이 가깝게 되도록 조정한 액체에 담그면 레이저 빛이 성형체 내부에 곧장 들어가 형광체를 반짝이게 한다. 이것을 공초점 형광레이저 주사형 현미경이라는 특별한 장치로 관찰한다. 장치는 성형체의 정해진 깊이의 영역에만 초점이 맞추어져 내부 구조를 형광의 농담으로 영상화할 수 있다.
예를 들면 깊이 15㎛의 단층상을 보면, 눌려 찌부러진 원료분말의 틈새에 형광체가 모여 밝게 빛나는 모습이 확실하게 부상했다. 현미경의 초점의 설정을 바꾸면 또 다른 깊이의 단층상을 얻을 수 있다. 분해능은 약 0.15㎛.
세라믹스 제품에서는 소결 전의 내부의 작은 상처나 원료분말이 조밀도의 편중 등이 품질열화를 초래하는데, 종래는 소결 전의 성형체의 내부구조를 잘 알지 못해 성능이나 품질은 시행착오에 의존해 왔다. 植松교수 등은 이 기술과는 별도로 굴절률이 같은 액체 성형체를 담가 투명화하는 관찰법도 개발했다. (CJ)
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