초록 ▼

2차년도목표
o 최종목표: 5톤/년 생산 능력의 질화알루미늄 제조 기술 개발
- 탄소환원질화법에 의한 AlN 제조기술 확립
- 파일럿 플랜트(P/P) 시험을 통한 실증화 기술 확립
o 2차년도 목표 : AlN 분말 제조라인 P/P 설치 및 시운전을 완료하고 시제품 제조 및 구형질화 알루미늄 제조 핵심 기술 확보

개발내용 및 결과
o AlN 분말 제조라인 P/P 설치 및 시운전을 완료하고 7 kg/batch 규모로 합성실험을 수행하였음
o 반응온도 등 실험조건별 scale-up 실험에 따른

2차년도목표
o 최종목표: 5톤/년 생산 능력의 질화알루미늄 제조 기술 개발
- 탄소환원질화법에 의한 AlN 제조기술 확립
- 파일럿 플랜트(P/P) 시험을 통한 실증화 기술 확립
o 2차년도 목표 : AlN 분말 제조라인 P/P 설치 및 시운전을 완료하고 시제품 제조 및 구형질화 알루미늄 제조 핵심 기술 확보

개발내용 및 결과
o AlN 분말 제조라인 P/P 설치 및 시운전을 완료하고 7 kg/batch 규모로 합성실험을 수행하였음
o 반응온도 등 실험조건별 scale-up 실험에 따른 질화알루미늄 제조재현성 확인
o AlN 합성품에 대한 탈탄시험을 수행하여 탈탄조건 확립
o 첨가제(Y₂O₃ 등)가 첨가된 구형질화알루미늄 제조 시험
o AlN 기판의 제조 라인 설계

기대효과
o AlN powder 시제품 제조 및 pilot plant를 양산 설비로 전환하여 사업화 추진 가능
o 고부가가치 세라믹 원료소재 제조기술을 자체 기술로 개발하여 합성장비 제조 -> 원료 생산 -> 수요기업 사용 등 전・후방 사업까지 벨류체인을 완성할 수 있음

적용분야
o 방열용 AlN 기판 시험품 제조 및 제조라인 설계에 활용
o 고부가가치 비산화물계 세라믹 원료소재 제조 분야에 활용

Abstract ▼

Ⅳ. Results of This Study
1. The reduction-Nitridation furnace was installed at the AlN pilot plant line located at Daejoo KC Co. in Mokpo, and test run was carried out successfully with synthesizing capacity of 7 kg/batch.

2. Graphite crucibles which was designed originally and the size of

Ⅳ. Results of This Study
1. The reduction-Nitridation furnace was installed at the AlN pilot plant line located at Daejoo KC Co. in Mokpo, and test run was carried out successfully with synthesizing capacity of 7 kg/batch.

2. Graphite crucibles which was designed originally and the size of which was 520x520x85mm with carbon purity of 99.99% were used in the pilot experiments.

3. AlN powder was synthesized using the mixture of Al₂O₃ and carbon black powsers as a feedstock through the pilot scale experiments, and experimental results showed that 1:3.15 mole ratio of Al₂O₃ to carbon, 1750 ℃ for the reaction temperature, 4 hours for reaction time, and 100 ℓ/min for the flow rate of nitrogen gas were the optimal conditions.

4. In order to remove remained carbon in the synthesized AlN powder, the synthesized powders were heated at 650 – 750 ℃ for 1 – 2 hours at horizontal tube furnace. Experiment results showed that reaction temperature and time at 750 ℃ for 2 hours were the optimal conditions. Under these conditions, high-purity AlN powder was prepared: carbon and oxygen concentrations of AlN powder were 467 ppm and 0.55%, respectively. In addition, concentrations of Fe, Si, and Ca were also below the target concentrations.

5. Daejoo KC prepared greenfield for construction of pilot plant, and completed other facilities such as liquified nitrogen tank, evaporator and water cooling system which were necessary for operation of the pilot plant.

6. The prepared AlN powder was processed to make spherical type powder with size range of 10-100 ㎛ by mixing with binder and Y₂O₃ as sintering additives followed by spray drying, pressing and sintering to make it into AlN substrate. Also, basic processing design for AlN substrate was carried out.

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 22차년도 보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 4SUMMARY ... 6CONTENTS ... 9목차 ... 10제1장 연구개발 개요 ... 12 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 12 1. 연구개발의 목적 ... 12 2. 연구개발의 필요성 ... 13 제2절 연구개발 범위 ... 13제2장 국내외 기술개발 현황 ... 16제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 20 제1절 AlN 분말 제조라인 P/P 설치 및 시운전 ... 20 1. AlN P/P 합성로 설치 ... 20 2. AlN P/P 합성로 시운전 ... 23 3. AlN P/P 합성공정 확립 ... 24 제2절 탈탄공정 최적화 실험 ... 28 1. AlN 탈탄조건 제어 실험 ... 28 2. 첨가제의 분산방법 확립 ... 28 3. P/P 탈탄로 설계 ... 28 제3절 구형 AlN 분말 및 기판 제조 ... 30 1. 경쟁사 구형 AlN 제품 특성파악 ... 30 2. 구형 AlN 분말 제조 실험 ... 31 3. AlN 소결체 제조 실험 ... 32 4. AlN 기판 제조라인 설계 ... 34제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 35제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 37제6장 참고문헌 ... 38참 고 자 료 ... 39끝페이지 ... 66