초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 Microwave 가열 SiC 섬유를 제조하여 이를 산업적, 또는 의료용으로 이용하고자하는 목적을 갖고 있었다. 특히 세라믹 소결에 있어서, 급속한 가열과 냉각을 요구하는 경우에는 매우 유효 할 것으로 평가된다. 먼저 간단하게는 PCS (poly carbosilane)으로부터 요오드를 첨가한 다음 이를 분위기 열처리 하여, Microwave 가열 SiC 섬유를 제조 할 수 있는 기술을 확보 하였는데, PCS의 가격이 월등히 높아서, 경제적, 산업적 가치가 없다고 판단 되어서, DMDCS(dimehtyld

□ 연구개요
본 연구는 Microwave 가열 SiC 섬유를 제조하여 이를 산업적, 또는 의료용으로 이용하고자하는 목적을 갖고 있었다. 특히 세라믹 소결에 있어서, 급속한 가열과 냉각을 요구하는 경우에는 매우 유효 할 것으로 평가된다. 먼저 간단하게는 PCS (poly carbosilane)으로부터 요오드를 첨가한 다음 이를 분위기 열처리 하여, Microwave 가열 SiC 섬유를 제조 할 수 있는 기술을 확보 하였는데, PCS의 가격이 월등히 높아서, 경제적, 산업적 가치가 없다고 판단 되어서, DMDCS(dimehtyldichlorosilane)으로부터 PDMS (Polydimethylsilane)을 합성하고, 이를 다시 PCS로 합성하는 과정으로 연구를 진행하였다. 이러한 연구결과 Microwave하에서 약 200℃-300℃ 정도의 발열을 하는 것을 확인하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 목표는 Microwave 발열이 가능한 SiC 섬유에 Ziconia Sol을 침투하여 300℃이하에서 dielectric loss를 낮추어서 발열특성이 우수한 세라믹 소결용 발열체를 만드는 것이었다. 또한 발열특성을 실시간 data분석을 통하여 발열체의 성분과 조성, 또는 디자인을 개선하려는 목표를 갖고 있었으나, 실시간 data 분석 software인 Splunk의 가격이 최소 2,000만원이상으로 바싸서 실제적으로는 사용이 불가는 하였다. 이러한 사실을 2차년도 연구 계획서에 포한시켜서 수정요청을 한 상태이다.
한편 PCS의 1kg 당 가경이 180만원으로 현실적으로 본 연구비내에서 연구가 원료비에 너무나 많은 도이 지출 되므로, 연구를 수정하여 DMDCS (1 리터당 134,000원)으로부터 PDMS를 만들고, 이로부터 PCS를 만든 다음, 요오드를 첨가하고, 분위기에서 열처리하여 최종적인 SiC 섬유를 완성하였다, 이를 4.5 GHz의 microwave파를 이용하여 발열을 측정항 결과, 약 200 ℃부근에서 안정한 발열 반응을 보이고 있는 것을 확인하였다. 이러한 낮은 온도에서의 안정한 발열 반응은 저온 저장고, 저온열처리로 등에서의 응용이 기대된다.
이와 같이 현실적이 어려움 때문에 여러 가지로 연구 계획의 수정이 있었으나, DMDCS 로부터 PDMS를 합성하고 또 이로부터 PCS를 합성한 다음 분위기 열처리를 통하여 완벽한 SiC 섬유 발열체를 완성하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구결과는 전략적으로, 산업적으로 중요한 SiC 섬유 발열체를 원재료부터 합성하는 공정을 확립하였다고 생각한다. 먼저 제일 원재료인 DMDCS (dimethylchlorosilane) 으로부터 Cl을 제거하기위한 Na 반응을 완성하였고, 완성된 PDMS (Polydimethylsilane)으로부터 고온 고압하에서 PCS (Poly carbosilane)를 완성하는 작업을 수행하였다. 이때 온도는 450℃에서 10시간 진행하였다. 이때 요오드의 치환을 위하여 일정량의 요오드를 첨가하였다. 이렇게 완성된 PCS를 Ar 분위기로에서 1300℃에서 2시간 열처리하여 최종적인 microwave 가열이 가능한 SiC 발열체를 얻을 수 있었다. 이러한 공정의 확립은 차후 SiC 섬유 연구에 매우 중요한 공정연구로 평가 할 수 있다. 4.5 GHz로 가열한 경우 약 200 ℃의 발열 반응을 안정적으로 보이는 것인 관찰 되었다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1. 1차년도 연구 개발 내용 ... 4
• 2. 2차년도 연구개발 내용 ... 12
• 3. 3차년도 연구 개발 내용 ... 16
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 22
• 4. 참고문헌 ... 23
• 5. 연구성과 ... 25
• 끝페이지 ... 33