바이오매스(biomass)를 이용하여 원료 및 에너지 자원화하는 재료 중에는 왕겨(rice husk)를 비롯한 제지슬러지(paper sludge, PS), 커피찌꺼기(coffee grounds, CG) 등의 탄소(C)를 함유한 재료들이 있다. 이는 실리콘(Si) 분말, 탄화규소(SiC) 분말, 탄소 분말 그리고 ...
바이오매스(biomass)를 이용하여 원료 및 에너지 자원화하는 재료 중에는 왕겨(rice husk)를 비롯한 제지슬러지(paper sludge, PS), 커피찌꺼기(coffee grounds, CG) 등의 탄소(C)를 함유한 재료들이 있다. 이는 실리콘(Si) 분말, 탄화규소(SiC) 분말, 탄소 분말 그리고 실리카(SiO2) 분말 등 여러 천연원료로서 자원화가 가능하다. 국내에서 벼 부산물인 왕겨는 연간 100만 톤 정도가 배출되고 있고, 전 세계적으로 연간 6,000만 톤이 배출되고 있다. 또한, 기타 탄소성분의 재료들이 상당 규모의 배출량을 형성하고 있다. 그러나 국내서 사용되는 탄화규소 분말은 전량 수입에 의존하는 실정이다. 그러므로 원료생산 분야의 새로운 산업으로서 성장하는 데 활용 가능한 자원이다. 본 연구에서는 바이오매스 중 탄소성분을 포함하는 재료들은 무기질 성분이 13 ∼ 29 이고, 이 중 90 (11.7 ∼ 26.1 )가 실리카로 탄화규소 원료로서 자원화가 가능할 것으로 연구되고 있다. 비산화물 세라믹 원재료인 탄화규소는 에너지·환경, 전력반도체, 자동차 전력변환부품, 고온항공·우주, 차세대원자력 및 태양열발전, 전기자동차용 인버터·컨버터 등 첨단산업 분야에서 부품으로 매우 폭넓은 활용 분야로 사용되고 있다. 바이오매스 재료들을 이용하여 열탄화환원반응(carbothermal reduction reaction)을 통하여 탄화규소 결정성 분말을 합성하고, 탄화규소 분말의 구조 특성을 평가하였다. 잔류탄소가 대부분 생성되지 않는 조건에 근접하게 합성비율 실험을 통하여 합성비 미세구간을 선정하였으며, 열탄화환원반응의 화학양론비(stoichiometric ratio)에 근접할수록 합성 분말은 육방형(hexagonal) 결정상이 미량 검출되는 경향을 보였고, 합성된 입방형(cubic) 탄화규소 분말은 내열성, 열전도성 특성이 얻어지므로 방탄 및 특수내화물 구조용 재료로 사용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 탄화규소로 합성된 분말에 대하여 TEM 등의 측정 장비로 결정구조를 분석하였고, 바이오매스 자원으로부터 98.2 의 고순도탄화규소 분말합성에 도달할 수 있었다.
바이오매스(biomass)를 이용하여 원료 및 에너지 자원화하는 재료 중에는 왕겨(rice husk)를 비롯한 제지슬러지(paper sludge, PS), 커피찌꺼기(coffee grounds, CG) 등의 탄소(C)를 함유한 재료들이 있다. 이는 실리콘(Si) 분말, 탄화규소(SiC) 분말, 탄소 분말 그리고 실리카(SiO2) 분말 등 여러 천연원료로서 자원화가 가능하다. 국내에서 벼 부산물인 왕겨는 연간 100만 톤 정도가 배출되고 있고, 전 세계적으로 연간 6,000만 톤이 배출되고 있다. 또한, 기타 탄소성분의 재료들이 상당 규모의 배출량을 형성하고 있다. 그러나 국내서 사용되는 탄화규소 분말은 전량 수입에 의존하는 실정이다. 그러므로 원료생산 분야의 새로운 산업으로서 성장하는 데 활용 가능한 자원이다. 본 연구에서는 바이오매스 중 탄소성분을 포함하는 재료들은 무기질 성분이 13 ∼ 29 이고, 이 중 90 (11.7 ∼ 26.1 )가 실리카로 탄화규소 원료로서 자원화가 가능할 것으로 연구되고 있다. 비산화물 세라믹 원재료인 탄화규소는 에너지·환경, 전력반도체, 자동차 전력변환부품, 고온항공·우주, 차세대원자력 및 태양열발전, 전기자동차용 인버터·컨버터 등 첨단산업 분야에서 부품으로 매우 폭넓은 활용 분야로 사용되고 있다. 바이오매스 재료들을 이용하여 열탄화환원반응(carbothermal reduction reaction)을 통하여 탄화규소 결정성 분말을 합성하고, 탄화규소 분말의 구조 특성을 평가하였다. 잔류탄소가 대부분 생성되지 않는 조건에 근접하게 합성비율 실험을 통하여 합성비 미세구간을 선정하였으며, 열탄화환원반응의 화학양론비(stoichiometric ratio)에 근접할수록 합성 분말은 육방형(hexagonal) 결정상이 미량 검출되는 경향을 보였고, 합성된 입방형(cubic) 탄화규소 분말은 내열성, 열전도성 특성이 얻어지므로 방탄 및 특수내화물 구조용 재료로 사용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 탄화규소로 합성된 분말에 대하여 TEM 등의 측정 장비로 결정구조를 분석하였고, 바이오매스 자원으로부터 98.2 의 고순도탄화규소 분말합성에 도달할 수 있었다.
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