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NTIS 바로가기한국세라믹학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society, v.51 no.5, 2014년, pp.459 - 465
윤성일 (한국과학기술연구원 계면제어연구센터) , 조경선 (한국과학기술연구원 계면제어연구센터) , 염미래 (한국과학기술연구원 계면제어연구센터) , 임대순 (고려대학교 신소재공학과 나노복합재료 및 표면공학 연구실) , 박상환 (한국과학기술연구원 계면제어연구센터)
In this study, Si-SiC composites were fabricated using a Si melt infiltration method using
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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Si-SiC 반응소결 탄화규소는 어떤 물질을 출발원료로 사용하는가? | Si-SiC 복합재료 내에는 미반응 잔류 Si이 존재하며 잔류 규소의 양 및 미세구조에 따라 Si-SiC의 기계적 특성이 다르며, SiC 소결체 보다 일반적으로 파괴강도가 낮게 나타나며, 잔류 Si 때문에 Si-SiC는 일반적으로 Si의 융점 이하의 온도에서 사용되고 있다. Si-SiC 반응소결 탄화규소는 일반적으로 고상의 탄화규소 분말과 탄소 분말을 출발원료로 사용하여 SiC-C 성형체를 제조한 후 용융 Si을 침윤시켜 제조하고 있다. 출발원료로 나노 크기의 카본 블랙 분말과 바인더로 페놀 레진을 사용하며, SiC 분말의 균질한 혼합 및 성형성을 높이기 위하여 액상 매질을 혼합한 뒤 spray drying 공정으로 SiCC 분말 granule을 제조하여 성형체 제조에 사용하고 있다. | |
Si-SiC 반응소결 탄화규소 제조 과정에서 생길 수 있는 문제점은? | 출발원료로 나노 크기의 카본 블랙 분말과 바인더로 페놀 레진을 사용하며, SiC 분말의 균질한 혼합 및 성형성을 높이기 위하여 액상 매질을 혼합한 뒤 spray drying 공정으로 SiCC 분말 granule을 제조하여 성형체 제조에 사용하고 있다. 그러나 위와 같은 혼합 과정에서 카본 블랙/레진 응집체가 일부 형성되어 용융 Si 침윤 후에도 잔류하는 미반응 카본 응집체를 형성하여 제조된 Si-SiC의 기계적 특성을 감소시켜 대형 Si-SiC 구조물 제조에 문제점으로 지적되고 있으며, 산업체에서는 이 문제를 해결하기 위한 기술개발이 이루어지고 있다. 또한, 최근에는 반도체 제조공정에서는 불순물 농도가 100 ppm 또는 10 ppm 이하인 SiSiC 복합재료가 요구 되고 있으나 상용화된 다양한 입도를 갖는 고순도 SiC 분말의 시장에서 수급이 어렵기 때문에 일반적인 순도를 갖는 SiC 분말을 산처리하여 사용하고 있으나 근본적인 해결책은 마련되고 있지 않다. | |
반응소결 공정으로 제조된 Si-SiC 소결체의 장점은? | 1) SiC 구조재료의 일반적인 소결 공정은 무가압 소결, 고온 가압 소결, 화학증착 소결 등이 있으며, 비교적 낮은 온도에서 소결이 가능한 반응소결 공정은 영국의 Kennedy와 Forrest에 의해 처음으로 발표되었다.2) 반응소결 공정을 통해 제조된 Si-SiC 소결체는 성형체의 수축이 거의 없으며 치밀한 미세구조를 갖는 장점이 있어서 산업체용 탄화규소 소재 제조에 널리 사용되고 있다.3-5) 반응소결은 탄화규소와 탄소 분말로 이루어진 성형체에 규소를 규소의 융점 이상의 온도에서 용융 Si을 SiC-C 성형체 내부로 침윤시켜 치밀한 미세구조를 갖는 Si-SiC 소결체를 제조한다. |
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