| 초록 |
질화규소(Si3N4)는 저밀도, 고강도, 내부식성 및 내마모성 등의 우수한 특성을 갖고 있다. 이러한 특성으로 Si3N4는 세라믹 엔진 부품에 대하여 관심을 받아왔다. 하지만, 세라믹 재료는 충격에 의해 부서지는 취성을 갖기 때문에 세라믹 엔진 부품 사용에 제한되었다. 최근, Si3N4에 투광성, 형광체와 같은 기능에 대한 관심이 높아지면서, LED분야뿐만 아니라 다양한 분야에서 상용화하려는 연구가 시도되고 있다. 또한 천연에서 없는 질화규소나 탄화규소를 원료로 하는 것과, 빛이나 전기적인 특수한 성질을 가지고 있는 것도 나오면서 더욱 각광받고 있다. 이러한 특성을 활용하여 본 연구에서는 투광성 세라믹스를 얻기 위해서 1850°C에서 α-Si3N4, AlN, MgO 그리고 h-BN을 혼합하여 소결하여 제작하였다. 소결 조제로는 MgO와 AlN을 사용하였다. 이유는 상대적으로 투광성 세라믹스를 얻기 위해서는 특성상 β상전이를 막아야 하는데 MgO와 AlN의 반응물인 MgO-AlN spinel 구조가 그 역할을 하기 때문이다. 소결된 세라믹은 밀도, α/β비, 그리고 h-BN의 첨가된 양에 의해 광학적, 기계적, 내마모 특성이 변화하였다. 0.25wt% BN이 첨가된 Si3N4 세라믹에서 57%의 최대 투과율을 나타냈으며, h-BN의 양이 증가함에 따라 파괴인성이 증가되었고 마모량과 마찰계수는 감소되었다. |
