[논문]자전연소합성법에 의한 Si3N4 분말의 제조

자전연소합성법에 의한 Si3N4 분말의 제조
Preparation of Si3N4 Powder by SHS Process 원문보기

윤기석 (충남대학교) , 이종현 (충남대학교) , 원창환 (충남대학교)

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고압의 N2가스 분위기에서 Si3N4는 합성되어질 수 있었는데, 희석제의 양, 첨가제의 종류와 양, 펠렛밀도, 압력, 점화 위치에 따라 각각의 반응특성을 연구하였다. 회석제로서 NaCl과 Si3N4의 양이 증가할수록 반응온도는 낮아졌으며, 압력이 높아질수록 반응온도는 낮아졌다.
반응기는 -76cmHg의 진공까지 빼었다가 5기압의 N2 gas를 채워넣고, 다시 한번 반복한 후 50에서 100기압까지 실험조건에 따라 N2 gas를 채워 넣었다. 점화는 0.5mm의 Ni-Cr wire를 이용하였고, XRD와 SEM을 이용하여 생성물 의 상과 입형을 관찰하였다.

5㎛의 평균 입자크기를 가지는 Si(Grinded Waste Substrate)가 사용되었고, SHS에 의해 직접 만들어진 Si3N4 분말들이 이 연구에서 각각 반응물과 희석제로 이용되었다. 또한 NaCl(99.
5㎛의 평균 입자크기를 가지는 Si(Grinded Waste Substrate)가 사용되었고, SHS에 의해 직접 만들어진 Si3N4 분말들이 이 연구에서 각각 반응물과 희석제로 이용되었다. 또한 NaCl(99.5% 이상, 삼첨 케미칼) 및 NaN3(97% 이상, 덕산약품 공업주식회사), NH4CK99% 이상, Kanto Chemical)이 첨가제로 이용되었다., 각각의 혼합물은 실험조건에 따라 계산되어진 몰비에 따라 플라스틱 용기안에서 6시간동안 200rpm의 속도로 알루미나 볼을 이용하여 혼합되었다.

회석제로서 NaCl과 Si3N4의 양이 증가할수록 반응온도는 낮아졌으며, 압력이 높아질수록 반응온도는 낮아졌다. 또한 첨가제의 종류와 양에 따라 다양한 반응특성을 나타내었으며, 펠렛밀도가 높을수록 반응특성은 좋지 않았다. 점화원의 위치는 펠렛의 하부에서 점화시킬때 반응열이 가장 높았으며, 펠렛의 윗부분에서 반응시킬때 가장 낮았다.
고압의 N2가스 분위기에서 Si3N4는 합성되어질 수 있었는데, 희석제의 양, 첨가제의 종류와 양, 펠렛밀도, 압력, 점화 위치에 따라 각각의 반응특성을 연구하였다. 회석제로서 NaCl과 Si3N4의 양이 증가할수록 반응온도는 낮아졌으며, 압력이 높아질수록 반응온도는 낮아졌다. 또한 첨가제의 종류와 양에 따라 다양한 반응특성을 나타내었으며, 펠렛밀도가 높을수록 반응특성은 좋지 않았다.

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