신규 분야에 α-알루미나의 적용알루미나 세라믹
새로운 세라믹 소재는 매우 다양하지만, 기능과 용도에 따라 크게 기능성 세라믹(전자 세라믹이라고도 함), 구조용 세라믹(엔지니어링 세라믹이라고도 함), 그리고 바이오 세라믹으로 크게 세 가지로 나눌 수 있습니다. 사용되는 원료 성분에 따라 산화물 세라믹, 질화물 세라믹, 붕화물 세라믹, 탄화물 세라믹, 그리고 금속 세라믹으로 나눌 수 있습니다. 그중에서도 알루미나 세라믹은 매우 중요하며, 그 원료는 다양한 규격의 α-알루미나 분말입니다.
α-알루미나는 고강도, 고경도, 고온 내성, 내마모성 등 우수한 특성으로 인해 다양한 신소재 세라믹 소재 생산에 널리 사용됩니다. 집적 회로 기판, 인공 보석, 절삭 공구, 인공 뼈 등 첨단 알루미나 세라믹의 분말 원료일 뿐만 아니라, 형광체 담체, 첨단 내화재, 특수 연삭재 등으로도 활용될 수 있습니다. 현대 과학기술의 발전과 함께 α-알루미나의 응용 분야는 빠르게 확대되고 있으며, 시장 수요 또한 증가하고 있어 그 전망은 매우 밝습니다.
기능성 세라믹에 α-알루미나의 응용
기능성 세라믹전기적, 자기적, 음향적, 광학적, 열적 및 기타 특성이나 결합 효과를 이용하여 특정 기능을 달성하는 첨단 세라믹을 말합니다. 절연성, 유전체성, 압전성, 열전성, 반도체성, 이온 전도성, 초전도성 등 다양한 전기적 특성을 가지고 있어 다양한 기능과 매우 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. 현재 대규모로 실용화된 주요 세라믹으로는 집적 회로 기판 및 패키징용 절연 세라믹, 자동차 점화 플러그 절연 세라믹, 텔레비전 및 비디오 레코더에 널리 사용되는 커패시터 유전체 세라믹, 다용도 압전 세라믹, 그리고 다양한 센서용 감도 세라믹 등이 있습니다. 또한, 고압 나트륨 램프 발광관에도 사용됩니다.
1. 스파크 플러그 절연 세라믹
점화 플러그 절연 세라믹은 현재 엔진에서 세라믹이 가장 많이 사용되는 분야입니다. 알루미나는 우수한 전기 절연성, 높은 기계적 강도, 높은 내압성, 내열충격성을 가지고 있어 전 세계적으로 널리 사용되고 있습니다. 점화 플러그용 α-알루미나는 산화나트륨 함량이 ≤0.05%이고 평균 입자 크기가 325 메시인 일반적인 저나트륨 α-알루미나 미세분말입니다.
2. 집적회로 기판 및 패키징 재료
기판 소재 및 패키징 소재로 사용되는 세라믹은 높은 절연 저항, 높은 내화학성, 높은 밀봉성, 수분 침투 방지, 무반응성, 초순수 반도체 실리콘 오염 방지 등의 측면에서 플라스틱보다 우수합니다. 집적 회로 기판 및 패키징 소재에 필요한 α-알루미나의 특성은 다음과 같습니다. 열팽창 계수 7.0×10-6/℃, 열전도도 20-30W/K·m(상온), 유전율 9-12(IMHz), 유전 손실 3~10-4(IMHz), 체적 저항률 >1012-1014Ω·cm(상온).
집적 회로의 고성능 및 고집적화로 인해 기판 및 패키징 재료에 대한 요구 사항이 더욱 엄격해졌습니다.
칩의 열 발생이 증가함에 따라 더 높은 열전도도가 요구됩니다.
컴퓨팅 요소의 속도가 빠르기 때문에 낮은 유전율이 필요합니다.
열팽창 계수는 실리콘에 가까워야 합니다. 이는 α-알루미나에 더 높은 요구 조건을 부여하는데, 즉 고순도 및 고미분화 방향으로 발전해야 합니다.
3. 고압나트륨 발광램프
파인 세라믹스고순도 초미립 알루미나를 원료로 하여 고온 내성, 내식성, 절연성, 고강도 등의 특성을 지닌 우수한 광학 세라믹 소재입니다. 고순도 알루미나에 소량의 산화마그네슘, 산화이리듐 또는 산화이리듐 첨가제를 첨가하여 대기 소결 및 열간 가압 소결로 제조된 투명 다결정은 고온 나트륨 증기의 부식을 견딜 수 있으며, 높은 조명 효율을 가진 고압 나트륨 발광 램프로 사용될 수 있습니다.
구조용 세라믹에 α-알루미나의 적용
무기 생체 의료 재료인 바이오세라믹 소재는 금속이나 고분자 소재에 비해 독성 부작용이 없고, 생체 적합성과 생체 조직과의 내식성이 우수하여 사람들의 관심이 점차 높아지고 있습니다. 바이오세라믹 소재의 연구 및 임상 적용은 단기적인 대체 및 충전에서 영구적이고 견고한 임플란트로, 그리고 생물학적 불활성 소재에서 생물학적 활성 소재 및 다상 복합 소재로 발전해 왔습니다.
최근 몇 년 동안 다공성알루미나 세라믹다공성 알루미나 세라믹은 화학적 내식성, 내마모성, 우수한 고온 안정성 및 열전 특성으로 인해 인공 골격 관절, 인공 무릎 관절, 인공 대퇴골두, 기타 인공 뼈, 인공 치근, 뼈 고정 나사, 각막 수술용 재료 제작에 사용되어 왔습니다. 다공성 알루미나 세라믹 제조 과정에서 기공 크기를 제어하는 방법은 다양한 입자 크기의 알루미나 입자를 혼합하고, 발포 함침시킨 후, 분무 건조하는 것입니다. 알루미늄 판은 양극 산화 처리하여 방향성 나노 크기의 미세 다공성 채널형 기공을 생성할 수도 있습니다.