초록 ▼

여러가지 기능을 갖는 파인 세라믹스에서 실리콘계 화합물이 차지하는 비중은 매우 높다. 이중에서 Si?N?, SiC 및 SiO? 등은 구조재료 중에서 가장 유망한 세라믹스이며 본 과제는 이들을 제조하고 제조한 재료의 특성과 응용방법을 개발하는 것이 연구의 목적이다. 제1과제에서는 고순도의 Si?N? 분말을 작은에너지로 짧은 순간에 합성할 수 있는 SHS (Self-propagating High-temperature Synthesis) 공정을 확립하며 균일한 Si?N? 분말을 얻을 수 있는 조건을 설명한다. 이 때 원료인 실리콘의

여러가지 기능을 갖는 파인 세라믹스에서 실리콘계 화합물이 차지하는 비중은 매우 높다. 이중에서 Si?N?, SiC 및 SiO? 등은 구조재료 중에서 가장 유망한 세라믹스이며 본 과제는 이들을 제조하고 제조한 재료의 특성과 응용방법을 개발하는 것이 연구의 목적이다. 제1과제에서는 고순도의 Si?N? 분말을 작은에너지로 짧은 순간에 합성할 수 있는 SHS (Self-propagating High-temperature Synthesis) 공정을 확립하며 균일한 Si?N? 분말을 얻을 수 있는 조건을 설명한다. 이 때 원료인 실리콘의 순도, 입도 및 Si?N? 희석에 의하여 얻은 생성물의 α-Si?N?의 합량 및 입도분포, 표면적 등을 분석하여 고순도의 미세한 Si?N?를 합성하는 반응조건을 규명하였다. 제2과제에서는 고순도 분말의 SiO?를 sol-gel 법에 의하여 제조할 수 있는 공정을 확립하는 것이다. SiCl?와 알콜로 부터 실리콘알콕사이드(TEOS 혹은 TMOS)를 합성하고 이를 가수분해하여 sol-gel 공정을 거쳐 순도가 높은 미분체의 SiO?를 제조하는 것이다. 또한 실리콘알콕사이드 합성시 수분 접촉에 의하여 대량으로 생성되는 CES(축중합된 실리콘알콕사이드)를 mullite, cordierite 등의 원료로 활용하고자 CES로 부터 SiO? 분말을 제조하여 PHT와 그 물성을 조사연구하였다. 제3과제에서는 기존의 직접 무기합성법에 비하여 세라믹스의 소결성과 기능성을 향상시키는 유기고분자열분해법 즉 유기실리콘 고분자를 합성하고 이를 열분해 및 열처리를 통하여 SiC 섬유를 제조하는 것이다. 즉, dimethyldichlorosilane(DDS)로 부터 SiC 섬유 precursor인 다양한 종류의 polycarbosilane(PCS)를 합성하고 이를 섬유화 한 후 안정화와 열분해를 통하여 원하는 성질의 섬유를 얻는다. 본 세부과제에서는 응용연구를 위하여 precursor인 MPS(methylphenylchlorosilane) 혹은 DPS(dichlorodiphenylsilane)의 용해성은 이용하여 SiC/C composite와 SiC sheet 제조에 관하여 연구하였으며 본 보고서에는 SiC sheet 제조에 관해서 만 설명하였다.

Abstract ▼

Silicon compounds are substantially useful in fine ceramics system because of their excellent chemical and mechanical properties especially at a high temperature. In this study, three different subjects have been dealt with, in which production conditions for Si?N? powders, SiO? powders, and SiC fi

Silicon compounds are substantially useful in fine ceramics system because of their excellent chemical and mechanical properties especially at a high temperature. In this study, three different subjects have been dealt with, in which production conditions for Si?N? powders, SiO? powders, and SiC fiber by SHS(Self-propagating High-temperature Synthesis) process, sol-gel process, and pyrolysis of ceramic precursor method, respectively, are examined. In the 1st subject, SHS process has been studied for producing high purity Si?N? powders and a more uniform distribution of particle size. Characteristics (compositions, distributions of size, surface area) of produced α-Si?N? and optimization of reaction conditions are discussed. In addition, α-Si?N? has been characterized at various nitrogenation conditions of compact diameter, density and nitrogen pressure. In the 2nd subject, sol-gelatiion approach has been studied for high purity SiO? powders, in which synthesis of TEOS (Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate) from SiCl? and ethyl alcohol, and hydrolysis of TEOS constitute very essential processes. Optimization conditions for high purity SiO? and stabilization of sol-gel have been reported. In addition, SiO? which has been obtained from CES(concentrated ethyl silicate) and PHT(partially hydrolyzed TEOS), which are impurities produced during the reaction, has been characterized. In the 3rd subject, production of SiC fiber has been examined, in which synthesis of SiC fiber precursor, curing, pyrolysis and heat treatment are essential processes. Various conditions in each process have been considered for best product properties. For SiC fiber precursors(preceramic fibers), various polycarbosilane(PCS) have been obtained here from PDS(polydimethyldichlorosilane), MPS(methylphenylsilane) and DPS(dichlorodiphenylsilane). Production of SiC sheet polycarbosilane/MMPS/PVB mixtures has been discussed.

목차 Contents

• 1.서 론...8
• 2.연 구 방 법...11
• 3.결 과...20
• 4.고 찰...20
• 5.결 론...45
• 6.참 고 문 헌...52