첨단세라믹 종류및 응용분야/ 세라믹 소결방법

소개

첨단세라믹 (Advanced ceramics) 의 종류 및 응용분야
세라믹 소결방법, 제조 공정 등

목차

어드벤스드 세라믹 종류와 응용 분야
압전 세라믹
마이크로 전기기계 시스템
광섬유
세라믹 볼 베어링 (Ceramic ball bearing)

세라믹 제조공정/ 소결방법
점토의 특성
제조기법
수가소 성형
니장 주입(slip casting)
건조 및 소성
분말 압축

본문내용

어드벤스드 세라믹 종류와 응용 분야
세라믹의 특이한 전기적, 자기적, 광학적 성질들이 새로운 제품에 많이 이용된다. 첨단 세라믹은 내연기관, 터빈 엔진, 전자 패키징(electronic packaging), 절단용구, 에너지 전환, 저장 및 발전에 사용되고 있고, 또한 그 가능성이 크다.

압전 세라믹
새로운 세라믹재료는 압전 현상이라는 특이한 특성을 나타낸다. 즉 세라믹 재료에 기계적인 변형이 가해지면 전기분극(전장 또는 전압)이 유도되는 현상이다. 역 압전 효과, 전장이 가해지면 기계적 변형이 발생하는것도 이들 재료에서 발생한다. 압전 재료는 기계적 에너지와 전기적 에너지를 변환할 수 있는 부품으로서 사용하는 것이 가능하다. 압전 세라믹이 가장 먼저 사용된 부분은 소나 (sonar)인데, 이것은 해저의 물체의 위치를 파악할때 초음파를 발생시키고 수신하는 시스템이다. 압전 결정을 전기 신호에 의하여 진동시키고 이것이 고주파 기계적 진동을 유도하여 물을 통하여 전달되도록 한다. 이 진동이 해저에서 물체를 만나 반사되면, 다른 압전 재료가 이 반사된 진동 에너지를 수신하여, 전기 신호로 바꾸게 되는 것이다. 초음파 소스와 반사체간의 거리는 신호를 송신한 시간과 수신한 시간간의 차이로부터 결정한다.
최근, 장치의 자동화 및 복잡한 장치에 대한 수요가 급증함에 따라서 압전 소자에 대한 적용이 증가하고 있다. 압전 소자는 자동차, 컴퓨터, 의료용 등 상용 부품 및 일반 수요제품에 적용되고 있다. 이러한 적용 예를 들면 다음과 같다. 자동차에 있어서는 휠 밸런스, 시트 벨트 경고 장치, 타이어 마모 표시기, 자동차 키, 에어백 센서 등이 있고, 컴퓨터에 있어서는 하드디스크의 마이크로 액추에이터, 노트북 트랜스포머 등이 있고, 의료용 제품으로서는 인슐린 펌프, 초음파 치료기, 초음파 백내장 제거기 등이 있다. 이외에 잉크젯 프린터 헤드, 스트레인 게이지, 초음파 용접기, 연기 감지기 등이 상용 부품 및 일반 수요가의 제품으로 사용되고 있다.
일반적으로 사용되는 압전 세라믹은 바륨 티탄산 (Barium titanate), 납 지르콘 티탄산 (Lead zirconate-titanate, PZT), 납 티탄산 (Lead titanate), 나트륨-칼륨 니오베이트 (Sodium-potassium niobate) 등이 있다.

참고자료

· Materials science and engineering an introduction/William D. Callister, Jr.