Mullite 합성 및 소결 과 XRD 실험

소개

2007년 1학기때 학교에서 실험과목을 들으며 마지막에 냈던 최종보고서!!!
A+ 받았습니다. ㅋㅋㅋ

목차

1. 실험의 목적
2. 실험을 위한 이론적 배경
3. 실험을 위한 준비 작업들
4. 실험에 이용된 실험도구들
5 실험 과정
6.실험 결과
7. 고찰 및 검토
8. 참고 문헌

본문내용

이번 Mullite 분말을 혼합하여 소결 후 XRD 실험을 통하여 시편의 보다 더 자세한 특성을 탐구하기 위함이 목적이다. 이번 실험을 통하여 Mullite라는 세라믹의 한 종류를 이용하여 전반적인 취급방법, 용도를 알아보고 XRD를 다뤄봄으로써 적응력을 높힌다.
[ 뮬라이트의 생산과 뮬라이트 시장 ]
뮬라이트는 흔하지 않는 광물로 스코틀랜드의 Mull섬이 몇 안 되는 원산지 중의 한 곳이다.
이런 지역에는 점토질의 퇴적암이 화성암의 관입으로 인하여 용해된다.
예전에는 이런 합성물이 합성 규선석이라고 생각하였다(아직도 규선석이라고 고집하는 경우가 종종 있다).

뮬라이트는(3AlO₃-2SiO₂) 매우 높은 내화성과 내구성 덕분에 내화물 및 요업제품의 필요 재료로 주목을 받게 되었다. 뮬라이트는 180 c에서 강옥 및 액화 규소를 분해할 수 있을 정도로 내화성이 높은 광물이다. 상업용으로 천연 뮬라이트를 채굴하지 못하는 대신 특정한 알루미늄 원료를 규화하거나 용해하여 인공적인 뮬라이트를 생산하여 사용한다.
규화 뮬라이트는 대부분 하소 남정석(KMC사)이나 하소 보크사이트 고령토(C-E사), 그것도 아니면 알루미나와 고령토, 보크사이트를 적절히 혼합한 후 하소하여(중국) 생산한다. 상업용 규화 뮬라이트에는 알루미나가50%, 60%, 70% 가량 함유되어 있다.
또한 철 성분(< 1%Fe₂O ₃)과 크리스토발라이트 성분이 낮아야 하고, 뮬라이트가 65-87%가량 함유되어 있어야 한다. 소위 말하는 화이트 용해 뮬라이트를 포괄하는 용해 뮬라이트는 Washington Mills사처럼 Bayer 처리 알루미나 및 고순도 실리카를 용해하여 생산할 수 있고 중국에서처럼 보크사이트와 알루미나, 내화 고령토 혼합물을 용해해서 생산할 수도 있다.
이미 상업용 규화/용해 뮬라이트 등급이 정해져 있지만 일반적인 성분 분석에 따르면
71.7-76.2%Al₂O₃,23.0-23.6%SiO₂,0.11-3.0%TiO₂,0.13-1.17%Fe₂O₃, 0.01-0.06%CaO, 0.05-0.06%MgO, 0.05-0.44%알카리 등이 포함되어 있는 광물을 뮬라이트라고 한다. 뮬라이트는 1,650 C에서 연해지고 1,810 C에서 녹으며 비중은 3.156이다.
용해 지르콘 뮬라이트는(녹는점 1,750 C, 비중 3.5-3.6) 하소 알루미나와 지르콘 모래를 용해해서 만들어진다. 용해과정에서 지르콘과 알루미나는 뮬라이트와 지르콘의 혼합물을 산출하기 위해 반작용한다.
용해된 지르콘 뮬라이트는 단사정계의 지르콘으로 구성된 큰 바늘형태의 결정체가 된다.
평균 결정체 너비는 100미크론, 길이는 10,000미크론 정도이다.

참고자료

· (1) 재료과학과 공학 ( 사이텍 미디어 ) William D. Callister, Jr
· (2) 세라믹스 공학 ( 수업 (中) 박용갑교수님 교재 )
· (3) 포항 산업과학 연구원 ( http://www.rist.re.kr )
· (4) 재료정보 연구센터 ( http://icm.re.kr )