초임계 유체에서 용매열 반응을 통한 코어셀 알루미나 합성 및 특성 연구

Abstract

최근 초임계 유체의 장점을 이용한 많은 연구가 진행 되어 왔으며, 기존의 용매의 단점인 낮은 효율과 낮은 품질, 환경에의 악영향 등의 어려움을 해결할 수 있는 새로운 기술로 주목 받고 있다. 초임계 유체를 이용한 반응 및 여러 공정은 환경 친화적이며 에너지 저소비 공정이라는 장점 때문에 정밀 화학 공업, 식품, 의학, 반도체 산업 등에 많은 응용이 기대가 되는 공정이다. 본 연구에서는 여러 대표적인 초임계 유체룰 이용한 미세입자 제조 공정 중 GAS (Gas Anti Solvent) 공정을 응용한 Batch type 공정을 활용하였다. 이런 초임계 유체를 활용한 공정은 기존의 미세입자제조에 비해 반응 온도가 낮고 반응 시간 또한 매우 짧다. 또한 크기가 작고 균일하며, 용매 등의 오염이 없고 고순도의 미세 입자를 제조 하는데 용이한 것으로 알려져 있다. 따라서 초임계 공정을 이용하여 산화마그네슘 미세입자 제조와 산화마그네슘 및 산화디스프로슘 core-shell 알루미나 복합체를 제조 하였다. 이 분말에 대해 출발 물질의 종류와 반응온도 및 pH등의 조건에 따르는 특성을 조사, 분석하였다. 제조된 나노분말은 다양한 반응온도에 따라 형상 조절이 가능 하였고 core-shell 나노 복합체는 30~50 nm의 입자가 코팅된 복합체를 얻었다. 또한 제조된 복합체의 응용으로써 core-shell 알루미나 분말을 소결조제로 활용하여 균질도가 매우 높은 투광성 알루미나 세라믹스 원료 분말을 제조 하였다. 제조된 분말은 1730 ºC과 1780 ºC에서 소결하였으며, 최종적으로 28 %의 높은 광투과도를 보이는 알루미나 세라믹스를 제조하였다.