세라믹 소재의 종류

세라믹 소재의 종류

 

세라믹스 재료는 전통적인 요업, 즉 유리, 시멘트 등의 분야로부터 각종고온, 구조재료, 전자 자성재료, 그리고 인텔리전트 재료의 개발 및 바이오테크놀러지 분야 등에서 폭넓은 발전을 하고 있다. 이와같이 세라믹스가 각광을 받고 있는 것은 고분자, 금속 등 다른 물질에는 없는 특이한 기능을 가지고 있기 때문이다. 예를 들어 전기적으로는 절연성, 반도성, 도전성, 초전도성 등의 다채로운 기능을 갖고 있으며, 그밖에도 압전성, 유전성, 형광성 등 다른 소재로는 실현하기 어려운 기능을 가지고 있다. 특히 파인 프로세싱이라 불리울 수 있는 만한 초정밀의 물리적, 화학적 처리기술 미 ㅊ사출성형 기술 등 공정 기술의 비약적 발전으로 인하여 그 응용 분야는 기존 제품의 대체 뿐 아니라 신규제품의 창출로 확대되고 있다. 

 

세라믹스 소재의 중요성은 다음과 같은 첨단제품의 예로부터 알 수 있다. 즉 TV의총 부품이 60% 이상이 세라믹스 소재로 이루어져 있고, HDTV 역시 비슷한 수준이다. 전자제품의 모든 전기, 전자 회로의 기본적인 LCR회로, 반도체 산업의 IC패키지 즉 실리콘 칩을 보호하고 배선을 하는 기본 소재가 세라믹스로 이루어져 있다. 에너지 분야에서도 태양 전지를 비롯하여 최근들어 연구개발이 활발한 연료전지 역시 세라믹스 재료가 매트릭스를 이루고 있으며, 최근 로보트 및 각종 전자 제품에 이용되는 압축, 광, 습도, 온도, 가속도 센서 역시 세라믹스로 만들어진다.

 

세라믹스의 기능과 용도를 간단히 서술하면 전자기적 특성 중 절연성을 이용한 IC기판 패키지, 스파크플러그, 고주파절연체가 있고 도전성은 저항체, 세라믹 히터 등 발열체, 서미스터 등에 응용된다. 자성은 고주파 자심재료, 자기기억재료, 전파습수체, 자기헤드, 유전성에는 콘덴서, 유전체공진기, 압전성은 압전점화소자, 수정진동자, 세라믹 필터 등에 응용되고 있다. 그외에도 반도성은 서미스터, 바리스터, 가스센서, 습도센서, 이온 전도성은 산소센서, 고체전해질 전지, 전자방사성은 TV 브라운관, 전자현미경용 전자총, 초전성은 자기센서, 조셉슨소자, 자기 부상열차 등에 응용된다.

 

세라믹스의 기계적 기능중 고경도 및 내마모성은 절삭공구, 연마재, 메카니칼 씰, 고강도 및 고인성은 엔진 부품, 발전용 터빈 부품, 윤활성은 고체 윤활제, 이형제등의 제조에 응용된다. 열적 기능중 저열팽창성은 블록게이지 등 정밀 기계 부품, 내열성은 소성용 용기 등 고온재료, 내열 충격성은 촉매 담체용 허니컴 등에 응용되고 있다.

 

생화하학적 기능에서는 내식성이 화학장치, 생체적 합성이 인공뼈와 인공 치근에, 광학적 기능에서는 형광성이 형광램프, 도광성이 광통신 파이버, 투광편광성이광 메모리 등, 또한 내방사능성이 핵연료 감속재와 제어봉에 응용되는 등 폭넓은 산업분야에서 활용되고 있다. 최근에 시장이 확대되고 있는 세라믹 엔진, 각종 센서, 인공뼈, 광전소자, 태양전지, 연료전지 등의 분야에서 활발히 연구되고 있다.