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상온분말분사공정을 이용한 세라믹 제작 및 응용 원문보기

전기전자재료 = Bulletin of the Korean institute of electrical and electronic material engineers, v.29 no.4, 2016년, pp.3 - 11  

양대열 (인하대학교 신소재공학과) ,  임지호 (인하대학교 신소재공학과) ,  이정근 (인하대학교 신소재공학과) ,  박춘길 (인하대학교 신소재공학과) ,  정대용 (인하대학교 신소재공학과) ,  최종진 (한국기계연구원 재료기술연구소) ,  류정호 (한국기계연구원 재료기술연구소) ,  한병동 (한국기계연구원 재료기술연구소)

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문제 정의

  • 해결되어야 문제가 여전히 많이 남아있지만, AD공정만의 독특한 시스템을 전자, 기계, 생체, 에너지/환경 등 다양한 분야에 응용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다 [1]. 본고에서는 AD공정을 이용한 기능성 막 연구에서 대하여 간단히 살펴보고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
상온분말분사공정은 무슨 방법인가? 상온분말분사공정(Aerosol Deposition,AD)을 이용할 경우, 상온에서 고밀도(> 95%) 의 세라믹 막을 제조할 수 있어 많은 관심을 받고 있다. 상온분말분사공정은 상합성된 수백nm ∼ 수십μm 크기의 분말을 진공챔버 내에서 고속으로 기판에 분사하여 나노크기의 미세구조를 가지는 고밀도 막을 제조하는 방법으로, 기존 마이크로(μm) 크기의 미세구조에서는 얻을 수 없는 새로운 물성을 얻을 수 있는 특징이 있다. 예를 들면, 일반적으로 세라믹 막은 고온 열처리를 통하여 얻어지며, 이러한 높은 공정온도로 인하여 세라믹을 금속, 플라스틱과 접합하는 것은 매우 어렵다.
상온분말분사공정은 어떤 단점이 있는가? AD공정의 특징을 살펴보면, 고속으로 기판의 종류에 구애받지 않고 상온에서 치밀하고 균열이 없는 코팅막을 제조할 수 있으며, 코팅막의 두께를 비교적 쉽게 조절할 수 있으며, 초기에 상합성된 분말을 그대로 이송하여 코팅하므로 초기분말의 화학조성을 유지할 수 있으며, 나노크기의 결정립을 제조할 수 있으며, 코팅막과 기판과의 접착력이 우수한 막의 제작이 가능하다는 등 다양한 측면에서의 장점을 가지고 있다. 그러나, 분말을 고속으로 분사하여 코팅하므로 코팅막에 큰 응력이 발생하게 되며, 고속으로 분사되어 분말이 깨지므로 코팅막의 결정성이 낮아지며, 고속으로 분산된 분말이 먼저 코팅된 막을 파내어 분화구 형태의 미세구조를 나타내어 코팅막 표면이 비교적 거칠다는 특징이 있다.
AD공정의 특징과 장점은 무엇인가? AD공정의 특징을 살펴보면, 고속으로 기판의 종류에 구애받지 않고 상온에서 치밀하고 균열이 없는 코팅막을 제조할 수 있으며, 코팅막의 두께를 비교적 쉽게 조절할 수 있으며, 초기에 상합성된 분말을 그대로 이송하여 코팅하므로 초기분말의 화학조성을 유지할 수 있으며, 나노크기의 결정립을 제조할 수 있으며, 코팅막과 기판과의 접착력이 우수한 막의 제작이 가능하다는 등 다양한 측면에서의 장점을 가지고 있다. 그러나, 분말을 고속으로 분사하여 코팅하므로 코팅막에 큰 응력이 발생하게 되며, 고속으로 분사되어 분말이 깨지므로 코팅막의 결정성이 낮아지며, 고속으로 분산된 분말이 먼저 코팅된 막을 파내어 분화구 형태의 미세구조를 나타내어 코팅막 표면이 비교적 거칠다는 특징이 있다.
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참고문헌 (12)

  1. J. Ceram. Sci. & Tech., 06, 147-182 (2015). 

  2. 세라미스트, 10(2), 7-17, (2007). 

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  3. J. Therm. Spray Technol., 17, 181-198 (2008). 

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  4. J. Am. Ceram. Soc., 98, 717-723 (2014). 

  5. Jpn. J. Appl. Phys., 41, 6980-6984 (2002). 

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  6. Jpn. J. Appl. Phys., 48, 080204 (2009). 

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  7. J. Alloys Compd., 509, 2627-2630 (2011). 

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  8. Sens. Actuators, B, 139, 394-399 (2009). 

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  9. J. Am. Ceram. Soc., 92, 683-687 (2009). 

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  10. Met. Mater. Int., 16, 639-642 (2010). 

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  11. ACS Appl. Mater. Interfaces, 6, 11980-11987 (2014). 

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  12. Mater. Lett., 70, 44-47 (2012). 

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