질화알루미늄(AlN)의 합성법에는 SHS(self-propagating high-temperature synthesis)법과 직접 질화법, 열탄소 환원 질화법이 가장 보편적으로 알려져 있다. SHS법은 열효율이 좋고, 생산성이 높아 생산단가를 절감할 수 있으며 고순도의 질화알루미늄을 생산할 수 있지만, 반응공정 중 여러 변수가 내재되어 있어 반응변수제어로 인한 복잡한 공정과 합성량이 성형체의 용적에 한정되어 대량생산이 곤란하다는 단점이 있다. 직접 질화법과 열탄소 환원 질화법 역시 실용화되어 간단한 반응시스템, 값싼 원료 등의 장점이 있으나 1700℃이상의 고온에서 장시간 반응시켜야하는 단점으로 인하여 효율성에 문제가 있고, 잔존탄소 및 통상 1wt% 전후의 잔존산소가 문제점으로 제기되고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 본 연구에서는 질화알루미늄의 합성에 대한 새로운 방법을 모색하였다. 첫 번째로는 열탄소 환원 질화법으로 질화알루미늄을 합성하되 출발물질을 ɑ-Al2O3가 아닌 비표면적이 큰(>1,000m2/g) mesoporous alumina와 카본나노튜브(CNT)를 사용하였다. Mesoporous alumina의 다공성은 반응에 필요한 N2 gas와 반응부산물인 CO gas의 출입을 원활하게 할 수 있고 통상 사용되는 출발원료인 ɑ-Al2O3보다 높은 비표면적으로 인하여 저온에서 질화알루미늄의 제조가 가능할 것이라는 점에 착안하였다. 두 번째로는 비교적 저온에서 질화알루미늄분말을 제조하기 위한 실험으로 AlCl3와 hexamethyldisilazane(C6H19NSi2)을 출발물질로 하여 Al-N 결합을 갖는 preceramic polymer를 합성하고 이를 1,200℃에서 열분해하여 질화알루미늄 나노 분말을 제조하였다. 상기 두 가지 합성방법을 통하여 질화알루미늄을 제조할 수 있었다. 제조된 질화알루미늄에 대하여 XRD와 FT-IR을 통하여 상분석을 실시하였고, 입자표면과 미세구조를 FE-SEM과 TEM으로 관찰하였으며, N/O 분석과 ICP로 ...
질화알루미늄(AlN)의 합성법에는 SHS(self-propagating high-temperature synthesis)법과 직접 질화법, 열탄소 환원 질화법이 가장 보편적으로 알려져 있다. SHS법은 열효율이 좋고, 생산성이 높아 생산단가를 절감할 수 있으며 고순도의 질화알루미늄을 생산할 수 있지만, 반응공정 중 여러 변수가 내재되어 있어 반응변수제어로 인한 복잡한 공정과 합성량이 성형체의 용적에 한정되어 대량생산이 곤란하다는 단점이 있다. 직접 질화법과 열탄소 환원 질화법 역시 실용화되어 간단한 반응시스템, 값싼 원료 등의 장점이 있으나 1700℃이상의 고온에서 장시간 반응시켜야하는 단점으로 인하여 효율성에 문제가 있고, 잔존탄소 및 통상 1wt% 전후의 잔존산소가 문제점으로 제기되고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 본 연구에서는 질화알루미늄의 합성에 대한 새로운 방법을 모색하였다. 첫 번째로는 열탄소 환원 질화법으로 질화알루미늄을 합성하되 출발물질을 ɑ-Al2O3가 아닌 비표면적이 큰(>1,000m2/g) mesoporous alumina와 카본나노튜브(CNT)를 사용하였다. Mesoporous alumina의 다공성은 반응에 필요한 N2 gas와 반응부산물인 CO gas의 출입을 원활하게 할 수 있고 통상 사용되는 출발원료인 ɑ-Al2O3보다 높은 비표면적으로 인하여 저온에서 질화알루미늄의 제조가 가능할 것이라는 점에 착안하였다. 두 번째로는 비교적 저온에서 질화알루미늄분말을 제조하기 위한 실험으로 AlCl3와 hexamethyldisilazane(C6H19NSi2)을 출발물질로 하여 Al-N 결합을 갖는 preceramic polymer를 합성하고 이를 1,200℃에서 열분해하여 질화알루미늄 나노 분말을 제조하였다. 상기 두 가지 합성방법을 통하여 질화알루미늄을 제조할 수 있었다. 제조된 질화알루미늄에 대하여 XRD와 FT-IR을 통하여 상분석을 실시하였고, 입자표면과 미세구조를 FE-SEM과 TEM으로 관찰하였으며, N/O 분석과 ICP로 순도 분석을 실시하였다.
질화알루미늄(AlN)의 합성법에는 SHS(self-propagating high-temperature synthesis)법과 직접 질화법, 열탄소 환원 질화법이 가장 보편적으로 알려져 있다. SHS법은 열효율이 좋고, 생산성이 높아 생산단가를 절감할 수 있으며 고순도의 질화알루미늄을 생산할 수 있지만, 반응공정 중 여러 변수가 내재되어 있어 반응변수제어로 인한 복잡한 공정과 합성량이 성형체의 용적에 한정되어 대량생산이 곤란하다는 단점이 있다. 직접 질화법과 열탄소 환원 질화법 역시 실용화되어 간단한 반응시스템, 값싼 원료 등의 장점이 있으나 1700℃이상의 고온에서 장시간 반응시켜야하는 단점으로 인하여 효율성에 문제가 있고, 잔존탄소 및 통상 1wt% 전후의 잔존산소가 문제점으로 제기되고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 본 연구에서는 질화알루미늄의 합성에 대한 새로운 방법을 모색하였다. 첫 번째로는 열탄소 환원 질화법으로 질화알루미늄을 합성하되 출발물질을 ɑ-Al2O3가 아닌 비표면적이 큰(>1,000m2/g) mesoporous alumina와 카본나노튜브(CNT)를 사용하였다. Mesoporous alumina의 다공성은 반응에 필요한 N2 gas와 반응부산물인 CO gas의 출입을 원활하게 할 수 있고 통상 사용되는 출발원료인 ɑ-Al2O3보다 높은 비표면적으로 인하여 저온에서 질화알루미늄의 제조가 가능할 것이라는 점에 착안하였다. 두 번째로는 비교적 저온에서 질화알루미늄분말을 제조하기 위한 실험으로 AlCl3와 hexamethyldisilazane(C6H19NSi2)을 출발물질로 하여 Al-N 결합을 갖는 preceramic polymer를 합성하고 이를 1,200℃에서 열분해하여 질화알루미늄 나노 분말을 제조하였다. 상기 두 가지 합성방법을 통하여 질화알루미늄을 제조할 수 있었다. 제조된 질화알루미늄에 대하여 XRD와 FT-IR을 통하여 상분석을 실시하였고, 입자표면과 미세구조를 FE-SEM과 TEM으로 관찰하였으며, N/O 분석과 ICP로 순도 분석을 실시하였다.
There are several methods to synthesize aluminum nitride, which are SHS(self-propagation high-temperature synthesis) method, direct nitridation method and carbothermal method. The advantages of using SHS method are its economically efficient process and production of aluminum nitrogen having high pu...
There are several methods to synthesize aluminum nitride, which are SHS(self-propagation high-temperature synthesis) method, direct nitridation method and carbothermal method. The advantages of using SHS method are its economically efficient process and production of aluminum nitrogen having high purity, but it has some disadvantages such as complex manufacturing system and limited mass production. Even though the direct nitridation method and the carbothermal method require simple manufacturing systems and low cost, they also have disadvantages of high synthetic temperature, which is over 1,700℃ and long synthetic time. Also, aluminium nitride prepared using these methods contaminated with the residual carbon and oxygen. To overcome such problems, in this study new approaches were attempted to synthesize aluminum nitirde. First, the aluminum nitride was synthesized using a carbothermal method from the mesoporous alumina having high surface area (>1,000m2/g) as a aluminum source and CNT(carbon nano tube) as a carbon source. In this case the mesoporous alumina was used instead of ɑ-Al2O3 with the expectation that the mesopore in mesoporous alumina play a role as a channel for CO elimination generated as by-product, and also it is expected the synthetic temperature should be lower comparing to use of ɑ-Al2O3 as a starting material due to its high surface area. To produce the aluminum nitride at the lower temperature, preceramic polymer which has Al-N framework was synthesized from AlCl3 and hexamethyldisilazane, and it was pyrolyzed at 1200oC to obtain aluminium nitride nano powder. The crystallinity of aluminum nitride was studied by XRD and FT-IR, and the microstructure were investigated by FE-SEM and TEM. Also the purity of aluminum nitride was analyzed through N/O determinator and ICP test.
There are several methods to synthesize aluminum nitride, which are SHS(self-propagation high-temperature synthesis) method, direct nitridation method and carbothermal method. The advantages of using SHS method are its economically efficient process and production of aluminum nitrogen having high purity, but it has some disadvantages such as complex manufacturing system and limited mass production. Even though the direct nitridation method and the carbothermal method require simple manufacturing systems and low cost, they also have disadvantages of high synthetic temperature, which is over 1,700℃ and long synthetic time. Also, aluminium nitride prepared using these methods contaminated with the residual carbon and oxygen. To overcome such problems, in this study new approaches were attempted to synthesize aluminum nitirde. First, the aluminum nitride was synthesized using a carbothermal method from the mesoporous alumina having high surface area (>1,000m2/g) as a aluminum source and CNT(carbon nano tube) as a carbon source. In this case the mesoporous alumina was used instead of ɑ-Al2O3 with the expectation that the mesopore in mesoporous alumina play a role as a channel for CO elimination generated as by-product, and also it is expected the synthetic temperature should be lower comparing to use of ɑ-Al2O3 as a starting material due to its high surface area. To produce the aluminum nitride at the lower temperature, preceramic polymer which has Al-N framework was synthesized from AlCl3 and hexamethyldisilazane, and it was pyrolyzed at 1200oC to obtain aluminium nitride nano powder. The crystallinity of aluminum nitride was studied by XRD and FT-IR, and the microstructure were investigated by FE-SEM and TEM. Also the purity of aluminum nitride was analyzed through N/O determinator and ICP test.
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