어트리션밀을 이용한 CoAl2O4 나노 무기 안료의 제조 및 특성 평가 (Preparation and characterization of CoAl2O4 blue ceramic nano pigments by attrition milling)

서지정보

· 발행기관 : 한국결정성장학회
· 수록지 정보 : 한국결정성장학회지 / 23권 / 5호 / 255 ~ 264페이지
· 저자명 : 이기찬, 윤종원, 김진호, 황광택, 한규성

초록

CoAl2O4는 열적 및 화학적으로 매우 안정한 물질이며 독특한 광학적 특성으로 인해 도자기 제품, 유리, 페인트,플라스틱을 장식하는 세라믹 착색제로 사용되어져 왔다. 본 연구에서는 착체중합법(Polymerized complex method)과 고상합성법(Solid state reaction)을 이용하여 단상의 CoAl2O4 청색 무기 안료를 합성하였고, 잉크젯 프린팅용 잉크로의 응용 시 노즐 막힘 및 분산안정성과 같은 문제점을 방지하기 위해 고에너지 밀링 공정 중 하나인 어트리션밀을 이용하여 입자를 미세화하였다. 밀링 공정은 직경 1 mm의 지르코니아 볼을 이용하여 BPR(Ball to powder weight ratio) 100 : 1, 800 rpm의 조건에서 3시간 동안 진행되었다. 합성된 안료는 XRD, FE-SEM, TEM, PSA, 그리고 CIE L*a*b* 측정을 통하여 어트리션밀링전후의 특성을 분석하였다. XRD 측정 결과 단상의 CoAl2O4 청색 무기 안료가 합성되었고, 고에너지 밀링 공정을 통하여100~200 nm의 입자 크기를 가지는 청색 나노 무기 안료를 얻었다.

영어초록

Cobalt aluminate (CoAl2O4) is a highly stable pigment with excellent resistance to light, weather, etc., which has resulted in widespread use as a ceramic pigment. Due to the unique optical characteristics, CoAl2O4 is generally used as a coloring agent to decorate porcelain products, glass, paints and plastics. Here, CoAl2O4 pigments were synthesized by polymerized complex method and solid state reaction. Then CoAl2O4 pigment were grinded using the attrition milling with 1 mm size zirconia ball for 3 hours. The attrition milling process was performed at the constant speed of 800 rpm and ball to powder weight ratio (BPR) was 100 : 1. The characteristics of synthesized pigment were analyzed by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), transmission electron microscopy (TEM), particle size analyser (PSA) and CIE L*a*b*. The XRD patterns of CoAl2O4 show single phase spinel structure. The particle size of CoAl2O4 measured by FE-SEM, TEM and PSA analysis was in the range of 100~200 nm. The blue color of obtained CoAl2O4 pigments could be confirmed through CIE L*a*b* measurement.

참고자료

· 없음