초록 ▼

●핵심기술:
세라믹전구체를 이용 내부식성 향상을 위하여 금속표면에 세라믹을 코팅하는 기술
●최종목표:
분자량 : 2,500-3,000, 내산화성 : 120℃ 이상, 수분안정성 : 120℃ 이상, Cl함량 : 3% 이하, 순도 : 97% 이상, 세라믹 코팅두께> 50μm 최고사용온도 > 900oC, 내식성 < 5mg/cm2 at 40oC, 10ppm H2S, 48h 내압력 > 30 kgf/cm2 이상
●개발내용 및 결과:
- 용액공정이 가능한 폴리페닐카보실란 (PPCS)의 제조 및 특성 분석
- PPC

●핵심기술:
세라믹전구체를 이용 내부식성 향상을 위하여 금속표면에 세라믹을 코팅하는 기술
●최종목표:
분자량 : 2,500-3,000, 내산화성 : 120℃ 이상, 수분안정성 : 120℃ 이상, Cl함량 : 3% 이하, 순도 : 97% 이상, 세라믹 코팅두께> 50μm 최고사용온도 > 900oC, 내식성 < 5mg/cm2 at 40oC, 10ppm H2S, 48h 내압력 > 30 kgf/cm2 이상
●개발내용 및 결과:
- 용액공정이 가능한 폴리페닐카보실란 (PPCS)의 제조 및 특성 분석
- PPCS의 유무기 전환 공정 파악
- 합성된 PPCS를 용매에 녹여 20~30% solution으로 제조하여 NiCr alloy 및 STS 316, STS 304에 코팅하고 240℃에서 경화처리를 통하여 SiC 코팅층 형성
- 균열이 없는 코팅층을 제조하기 위하여 filler로 SiC 나노분말을 첨가
- SiC 층이 코팅된 NiCr alloy 및 STS 316을 염산 및 황산에 내산성 평가한 결과 안정한 것으로 확인되어 내식성 분위기에서 견딜 수 있는 내구성 소재임을 확인함.
●기술개발배경:
- 국내 고온산업공정에서 발생하는 고온 부산물 현열은 에너지로 환산할시 약 7.2조 kcal/년으로 국내 전체 에너지소비량의 0.2%에 달한다. 이와같이 대량으로 발생, 대기 중으로 방출되고 있는 고온 부산물 현열은 화석에너지 사용량 저감 및 지구온난화 가스배출규제에 대응하기 위하여 반드시 회수되어 재활용 되어야 함.
- 고온 부산물 현열 이용 에너지 변환기술에서는 적절한 매체를 이용하여 열교환 반응 장치가 필요하며 이때 고온, 필요시 고압, 고부식산화 분위기에서의 열적안정성, 기계적강도, 내부식성의 재질의 확보가 요구됨.
●핵심개발기술의 의의:
- 내부식성, 내열성이 우수한 SiC coated Metal 제조 핵심기술 확립
- 현열 회수 산업 분야의 국내 기술력 향상
- 고온 부산물 현열 회수율을 기존의 10%~15%로부터 40%이상 증가시켰을 때 수백억원의 에너지 대체효과가 있을 것으로 파악됨
●적용분야:
- 현열 회수용 고온.고압용 내부식성 반응기 소재 coating 기술 개발로 전체 금속 강관에의 코팅 기술로 응용.
- Soft solution precursor를 사용하여 손쉽게 SiC, SiCN, SiCBN등의 코팅이 가능하여 내식, 내열성이 요구되는 많은 분야에의 친환경적인 응용이 가능하리라 판단됨.
- 해수 등 금속 성분의 내 식성이 요구되는 분야에 응용
- SiC coating 기술을 확대하여 반도체용 흑연재료의 표면개질용 활용

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 고온.고압용 내부식성 반응기 소재 개발 ... 2
• 제출문 ... 3
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 4
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 8
• 목차 ... 12
• 표목차 ... 14
• 그림목차 ... 15
• 제 1 장 서 론 ... 18
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 18
• 제 2 절 국내 • 외 관련 기술의 현황 ... 23
• 1. 국외기술 현황 ... 23
• 2. 국내기술현황 ... 26
• 3. 특허현황 ... 26
• 4. 현 기술상태의 취약성 ... 27
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적 • 경제적 파급 효과 ... 28
• 1. 기술적측면 ... 28
• 2. 산업ㆍ경제적측면 ... 28
• 3. 정책적측면 ... 28
• 4. 활용방안 ... 29
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 30
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 30
• 1. 최종목표 ... 30
• 2. 연차별 개발기술의 평가방법 및 정량적 목표 ... 30
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 32
• 1. 주관기관 ... 32
• 2. 위탁기관 ... 33
• 제 3 장 결과 및 향후 계획 ... 35
• 제 1 절 연구개발 결과 ... 35
• 1. SiC Preceramic Polymer 개발 및 특성 분석 ... 35
• 2. Polyphenylcarbosilane의 특성 분석 ... 38
• 3. PPCS를 이용한 코팅 기술 개발 ... 63
• 4. SiC coated Metal의 내식성 test ... 83
• 5. 코팅막의 경도 측정 ... 90
• 6. 코팅막의 고온 내산화성 측정 ... 92
• 7. 코팅막의 고압 안정성 측정 ... 94
• 8. SiC coated Metal의 산업화 적용성 검토 ... 95
• 9. 결과 종합 ... 97
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 99
• 1. 단계 연구개발 추진 일정 ... 99
• 2. 단계 연구개발 추진 실적 ... 100
• 3. 각 기관/기업별 추진 내역 ... 100
• 제 3 절 현황 및 사업화 전망 ... 102
• 위탁보고서 (한양대학교) ... 103
• 제 1 장 기술개발 내용 및 방법 ... 103
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 103
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 103
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 105
• 제 2 장 결과 및 향후 계획 ... 113
• 제 1 절 단계 연구개발 결과 ... 113
• 참고 문헌 ... 115