An Issue in Organic-Inorganic Conversion Process of Poly(Carbosilane) to Obtain High Performance SiC Ceramics
폴리카보실란의 유-무기 전환공정에 있어 고품위SiC 세라믹 제조를 위한 이슈
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이윤주 한국세라믹기술원 PDC (polymer derived ceramics) 는 유기금속화합물 기반의 무기 고분자를 출발물질로 세라믹 소재를 제조, 성형하는 기술이다. PDC 공정은 고분자가 가지는 용해, 용융 특성을 이용하여 복잡한 형상을 구현할 수 있다는 점이 가장 큰 특징이며, 다양한 원소의 치환, 첨가가 원자 단위에서 조절 가능하다는 장점도 가지고 있다. PDC 기술의 대표적인 예가 SiC 섬유 제조라 할 수 있으나, SiC 출발물질로 사용되는 폴리카보실란은 그 외에도 복합체, 박막, 다공성 세라믹 제조에도 적용될 수 있으며, 형상과 공정에 따라 다른 상태의 세라믹이 형성되므로 유-무기 전환공정에 대한 전반적인 이해가 필요하다. 무엇보다 고품위 SiC 성형체를 얻기 위해서는 SiC의 순도를 비롯하여 결정의 크기와 치밀화 등을 조절하는 것이 중요한데, 폴리카보실란의 경우에는 SiC 결정 형성과 더불어 수반되는 흑연화, 이차열분해 등의 부가 반응이 SiC의 결정성장에 영향을 미치게 된다. 폴리카보실란이 SiC로 전환되는 과정은 경화 - 열분해 - 결정화 단계로 요약할 수 있는데, 각 단계에서 나타나는 특징적인 현상과 Si, C, O 원소의 거동이 SiC 결정의 성장과 치밀화에 미치는 영향을 디스커션 하고자 한다. |