산업용 알루미나 세라믹의 주요 목적은 무엇입니까?
현대 산업의 광활한 분야에서 조용히 중요한 역할을 하는 소재가 있는데, 바로 산업용 알루미나 세라믹입니다. 산화알루미늄(알₂O∝)을 주성분으로 하는 첨단 세라믹 소재인 산업용 알루미나 세라믹은 뛰어난 특성으로 인해 여러 산업에서 필수적인 핵심 소재로 자리 잡았습니다.
탁월한 성능은 탁월한 품질을 창출합니다
산업용 알루미나 세라믹은 여러 가지 뛰어난 특성을 가지고 있습니다. 경도가 매우 높아 모스 경도가 최대 9에 달하며, 이는 자연에서 가장 단단한 다이아몬드에 이어 두 번째로 높습니다. 이러한 특성 덕분에 내마모성이 매우 뛰어납니다. 시험 결과, 내마모성은 망간강의 266배, 고크롬 주철의 171.5배에 달합니다. 마찰과 마모가 심한 혹독한 환경에서도 우수한 성능을 유지하여 관련 장비의 수명을 크게 연장합니다.
고온 저항성 측면에서도 산업용 알루미나 세라믹은 우수한 성능을 나타내며, 최대 1600℃ 이상의 고온에서도 견딜 수 있습니다. 이러한 고온 환경에서도 연화, 변형 등의 문제 없이 안정적인 물리화학적 특성을 유지할 수 있습니다. 동시에, 우수한 화학적 안정성과 산 및 염기와 같은 화학 물질에 대한 강한 내성을 가지고 있습니다. 다양한 부식성 환경에서도 안정성을 유지하며 쉽게 부식되지 않습니다.
또한, 산업용 알루미나 세라믹은 우수한 절연성을 가진 우수한 전기 절연체로, 전류 흐름을 효과적으로 차단하여 전자 장치의 안전하고 안정적인 작동을 보장합니다. 또한, 밀도가 비교적 낮고 무게가 가벼워 엄격한 중량 요건이 적용되는 일부 응용 분야에서 상당한 이점을 제공합니다.
고품질 소재를 만들기 위한 정밀한 준비
산업용 알루미나 세라믹의 제조 공정은 복잡하고 정밀합니다. 건식 프레스, 그라우팅, 압출, 냉간 등압 프레스, 사출, 테이프 캐스팅, 열간 프레스, 열간 등압 프레스 등 다양한 성형 방법이 있습니다. 최근에는 필터 프레스, 직접 응고 사출 성형, 겔 사출 성형, 원심 그라우팅 성형, 무형성 성형 등 새로운 성형 기술이 국내외에서 개발되고 있습니다. 다양한 형상, 크기, 복잡성, 그리고 정밀성 요건을 가진 제품은 다양한 성형 방법을 필요로 합니다. 예를 들어, 건식 프레스 기술은 일반적으로 내벽 두께가 1mm를 초과하고 길이 대 직경 비율이 4:1 이하인 단순한 형상의 물체에 적용 가능합니다. 그라우팅 성형은 대형 및 복잡한 형상의 부품 제조에 적합합니다.
성형체는 입상 세라믹체를 치밀화하고 고체 물질을 형성하기 위해 소결 공정을 거쳐야 합니다. 일반적으로 사용되는 가열 장치는 전기로입니다. 대기압 소결 외에도 열간 가압 소결 및 열간 등방 가압 소결과 같은 방법도 있습니다. 열간 등방 가압 소결은 고온 고압 가스를 압력 전달 매체로 사용하여 모든 방향으로 균일한 가열이 가능하다는 장점이 있어 복잡한 형상의 제품 제조에 적합합니다. 이 방법으로 처리된 재료 특성은 냉간 가압 소결보다 30~50%, 일반 열간 가압 소결보다 10~15% 높습니다. 또한, 마이크로파 소결법, 아크 플라즈마 소결법, 자기 전파 소결 기술도 개발 중입니다.
산업 발전을 촉진하기 위해 널리 적용됨
▶전자 분야에서 필수적이고 중요한 소재입니다. 산화알루미늄 세라믹 기판은 우수한 열전도도와 전기 절연성을 갖추고 있어 칩의 방열을 효과적으로 돕고 회로의 안정적인 작동을 보장합니다. 5G 기지국 전력 증폭기에 사용되는 알루미나 세라믹 초박형 기판은 기존 소재보다 5배 빠른 열전도도를 자랑하여 칩 온도를 25℃까지 낮춰 소자 수명을 크게 연장하고 신호 커버리지 범위를 확장합니다. 또한, 반도체 식각 장비의 캐비티(공동)에서 고순도 알루미나 세라믹은 플라즈마 부식을 견뎌낼 수 있으며 금속 부품보다 5배 긴 수명을 제공하여 칩 제조에 대한 신뢰성 있는 보증을 제공합니다.
▶기계 산업에서 산업용 알루미나 세라믹은 베어링, 씰링 링, 밸브, 연삭 휠 등 다양한 내마모성 부품 제조에 널리 사용됩니다. 높은 경도와 뛰어난 내마모성은 이러한 부품의 수명을 크게 향상시키고 장비 유지 보수 비용을 절감할 수 있습니다. 예를 들어, 광산 기계의 파쇄기에는 알루미나 세라믹으로 제작된 톱니 모양의 라이닝 플레이트가 사용됩니다. 기존 망간강 라이닝 플레이트와 비교했을 때, 교체 빈도가 크게 줄어들 뿐만 아니라 광석에 금속 파편이 묻지 않아 금광의 선광 등급이 향상됩니다.
▶화학 산업 또한 산업용 알루미나 세라믹의 중요한 응용 분야입니다. 뛰어난 화학적 안정성과 내식성으로 인해 용기, 파이프라인, 반응기 등 내식성 화학 장비를 제작하는 데 사용될 수 있습니다. 특정 화학 공장의 반응조에서는 알루미나 세라믹을 라이닝으로 사용합니다. 6개월마다 교체해야 하는 스테인리스 라이닝판은 3년 후에도 양호한 상태를 유지하여 생산 효율을 크게 향상시키고 생산 비용을 절감합니다.
▶항공우주 분야에서도 산업용 알루미나 세라믹의 적용은 매우 중요합니다. 가볍고, 강도가 높으며, 내열성이 뛰어나 엔진 부품, 우주선 단열재 등에 이상적인 소재입니다. 예를 들어, 로켓 엔진 부품에 사용되는 알루미나 세라믹 단열 타일은 1600℃의 고온을 견딜 수 있으면서도 금속 부품의 3분의 1에 불과하여 우주선의 무게를 효과적으로 줄이고 성능을 향상시킵니다.
▶산업용 알루미나 세라믹은 뛰어난 성능, 정밀한 제조 공정, 그리고 폭넓은 응용 분야를 통해 현대 산업 발전에 큰 원동력을 제공하고 있습니다. 기술의 지속적인 발전과 함께, 산업용 알루미나 세라믹은 더욱 다양한 분야에서 고유한 매력을 발휘하고 다양한 산업의 혁신 발전을 촉진하는 데 더욱 중요한 역할을 할 것으로 기대합니다.