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각 재료별 용도 조사

◎ 각 재료별 물성 및 용도 조사.. MgO산화마그네슘이라고 읽고 산소와 마그네슘의 화합물이며 마그네시아라고도 한다. 화학식 MgO이고 화학식량 40.3이며 고토라고도 한다. 공업제품을 마그네시아, 의약품을 마그네시아우스타라고 한다. 녹는점 2826℃, 끓는점 3600℃, 비중 3.65이고 입방결정계로 용해도 0.62㎎/100g이며 굴절률은 1.7364이다. 금속마그네슘을 공기 중에서 가열하면 얻어지는데, 공업적으로는 탄산마그네슘(마그네사이트)·수산화탄산마그네슘·수산화마그네슘 등을 하소하여 제조한다. 흰색 결정성 고체이며 화학적으로 비교적 비활성인데, 고온처리한 것은 특히 그러하다. 물에는 조금밖에 녹지 않지만 묽은 산에는 녹는다. 공기 중에서 물 및 탄산가스를 흡수하여 천천히 수산화탄산마그네슘이 된다. 가시광선 및 근자외선에 대한 반사능(反射能)이 매우 커서 광학기계의 반사체 또는 흰색표준으로 사용된다. 공업적으로는 마그네시아시멘트의 원료, 제강로재(製鋼爐材), 내화연와(耐火煉瓦)의 원료로 중요하다. 고무배합제, 의약(제산제·완하제)의 용도도 있다.. BN한국말로는 보론 나이트라이드라고 읽으며, 백색의 흑연이라 고 불리는 신소재이다. 세라믹스에서는 유일하게 기계가공성이 뛰어난 보론 나이트라이드는 BN의 화학식을 갖고 있고 질화붕 소로서 흑연과 비슷한 6방정계 구조를 갖고 있어 화학적, 물리 적 성질이 흑연과 비슷하다. 그러나 흑연과 달리 전기적으로 뛰어난 절연체이다. 용도는 전기 절연성이 우수하여 넓은 온도 범위에서 전기절연재료로 사용되며, 경량 및 기계가공성이 뛰 어나 항공기, 우주재료의 부품에 사용된다.. GaAs갈륨비소라고 읽으며 갈륨과 비소를 함유한 다원소 화합물로 실리콘을 대신할 반도체 재료 및 전력소자로 떠오르고 있는 신소재이다. 게르마늄이나 실리콘 등 단원소보다 전자 이동 속도가 빨라 연산속도를 6배나 높일 수 있으며 배선용량이 작고 트랜지스터구조가 간단해 고속화 및 고집적화에 적합하다.. ZnO산화아연이라고 읽으며 옛부터 이용된 세라믹스 재료이다. 최근, 그 산화아연에 고품질 박막화와 단결정 대형화 기술의 급속한 진보가 일어나 산화아연 르네상스라고도 말할 수 있는 상황이 전개되고 있다. 박막화 기술에 의해 GaN에 필적하는 발광재료로서의 전개가 가능해졌으며, 단결정 대형화에 의해 전자 디바이스로의 전개도 이젠 꿈이 아니다. 그 밖의 용도로는 고무제품의 주요 원료로 고무와 유황의 반응을 촉진시켜주는 가황촉진제로서 고무중량의 4~5%정도 혼입되어 사용되고 있다. 또한 칼라TV, 라디오, 전자레인지 등의 자계를 만들거나, 전파를 흡수하기 위한 소재로도 이용되며 철강의 표면에 내식성을 부여하기 위한 인산아연 피막을 형성 시키는 피막 처리제에 녹 방지용도 사용된다. 또한 썬크림, 페인트, 안료, 전지등에도 사용된다.. CaF2플루오르화칼슘으로 읽으며, 형석의 구성물이다. 평로강철, 플루오르화알루미늄, 인조 빙정석, 알루미늄 제조에 융제로 사용되고 단백광 유리, 철 또는 강철 법랑, 플루오르화수소산의 제조, 납과 안티몬의 정제, 고옥탄 연료의 제조(촉매로서)에도 사용된다. 낮은 굴절률과 낮은 분산성 때문에 깨끗한 무색 형석은 애퍼크로매틱 렌즈에 이용되기도 한다.. ZrO2지르코니아라고 읽으며 산화지르코늄은 분자량이 123.22, 비중 5.7, 융점 2700°C이며 열전도율이 매우 낮다. 순수한 지르코니아는 실온에서 단사정(monoclinic)이지만 약 1000°C에서 정방형(tetragonal form)으로 전이(inversion)한다. 이때 수축하며 또 냉각하면 팽창하므로 ,, 등을 첨가하여 안정화를 기하고 있다. 와 같은 안정화를 위한 첨가물을 안정제(stabilizer)라고 하며, 이와 같은 안정호된 지르코니아를 안정화지르코니아라고 한다. 안정화지르코니아는 가열이나 냉각할 때 전이가 없으므로 용적 변화가 적어서 내화물로 쓰인다. 철강공업에 있어서 연속주조용 노즐(nozzle)로 쓰이며, 내화도가 높고 열전도율이 낮으므로 석유화학공업의 분해로, 합성로 등의 재료로 쓰이고 또 1800°C 이상의 가마용 내화물, 페라이트(ferrite) 소성용 지지대(setter)로 쓰인다.기타 내하물로는 와 가 결합된 지르콘내화물, 를 35% 정도 함유하는 계의 주조내화물(casted refractories)등이 있어서 주로 유리공업용으로 쓰인다. 지르코니아에 , 기타의 금속을 15% 정도 함유한 재료는 metal modified zirconia라고 하며 MMO (metal modified oxiides)의 일종이며, 이것은 중성 또는 진공분위기에서 1700~1900°C로 소결하여 만드는데, 이것은 에 , 금속이 분산한 것같이 된다. 이 재료로 만든 도가니는 ,의 용융도가니로 매우 좋으며 특히 와 반응하지 않는 유일한 재료라고 알려져 있다.의 주요 용도는 이 밖에 유백제(opacifier), 연마재(polishing materials)가 잇다. 또한 요업용 채료(ceramic colors, stain)의 주요 성분이 되며 ,,,,(lead-zirconium-titanate)와 같은 전기요업체(electo-ceramics)의 주요 성분으로 널리 이용되고 있다.. TiO2이산화티타늄이라고 읽으며 대표적인 백색아료로서 플라스틱, 도료, 고무, 제지 등에 사용되면서 실생활에 널리 적용되는 중요한 무기화합물로써, 한 국가의 경제발전도를 1인당 TiO2 사용량으로 비교하기도 한다. TiO2 는 백색안료중 최고 높은 굴절율을 가지고 정확한 입도와 분산성을 가지고 있으므로, 은폐력, 착색력이 우수하고 화학적으로나 물리적으로 매우 안정된 물질로서 안료용으로 사용되는 것은 물론, 화학섬유의 광택제거 및 내마모성향상제로도 사용이 되며, 전자적 특성을 이용하여 전자재료, TV브라운관, 용접봉 피복제 등 그 쓰임새가 광범위하여 우리들의 실생활 중에서 항상 접하는 제품이다. 최근 TiO2의 특성을 이용한 새로운 제품들이 개발되어 적용되는 추세가 급속도로 진행되며, 국가간 치열한 경쟁이 되고 있는데 대표적인 제품들로 나노(NANO) 형태의 제품을 이용한, 촉매, 광촉매 제품 등이 있다. 종류는 크게 Rutile 과 Anatase로 나누어 지며 결정형태가 서로 달라 물리적특성이 다소 차이가 있으므로, 그 특성에 의하여 사용용도가 적절하게 구분되거나, 혼용되고 있다.. Al2O3알루미나로 읽으며 알루미나는 화학식으로는 로 간단히 표기되지만 화학적으로 안정하고 융점(2050°C)이 높고 전기절연성, 기계적 강도, 경도 등의 물리적 성질도 탁월하기 때문에 여러 산업분야에서 광범히 사용되고 있다. 고전요업재료에서의 알루미나의 역할로는 내화성이 크고, 어느 온도에서나 화학작용에 대한 저항성이 강하고, 기계적 강도가 크며, 마모(abrasion)에 대한 저항성이 강하고, 경도(hardness)가 높고, 열충격에 대한 저항성이 매우 우수하기 때문에 도자기 소지로 사용되며, 유리로도 사용되는데, 일반유리에 알루미나를 도입하기 위해서는 장석이 가장 많이 쓰이고 있다. 유리를 용융핳 때 3%의 알루미나분의 존재가 유리의 균일성을 향상시키고, 또 알루미나가 유리의 팽창계수를 낮추고, 인장강도를 크게 하며 광택도 증진시키는 역할을 하며 내산성이나 내수성도 향상시킨다. 내화물로도 사용된다. 고순도 알루미나의 용도로는 촉매 화학활성재료, 광학재료, 생체, 생화학재료가 있는데, 다공질로 큰 비표면적을 갖고 흡착작용, 촉매작용을 하는 것을 활성알루미나라고 하며 촉매 화학활성재료로 쓰인다. 또한 고압 나트륨용 발광판에 사용되는 투광성 다결정 소결알루미나는 광학재료로 쓰이며 생체, 생화학재료로도 쓰이는데 주로 인공치근, 인공관절 등에 쓰인다. 화학적으로 안정하고 인체에 무해하므로 생체조직과 잘 조화되므로 다결정질 또는 단결정 알루미나(사파이어)가 많이 사용되고 있다.. BaTiO3BaTiO3는 1940년 경에 고유전율을 갖는 물질임이 발견된 이래 압전재료, 강유전재료로서 연구가 진행되어 그 주요 용도로서는 콘덴서에 이용되어 왔다. BaTiO3 는 이온결정물질로서 비저항이 보통1010ohm.cm이상이 되는 절연물질이지만 고순도의 BaTiO3에 희토류 원소인 La, Y 등의 성분을 미량 첨가하면 그 소결체는 상온에서 이 저항값이 101∼3 ohm.cm가 되는 세라믹 반도체가 만들어진다. 그런데 이러한 세라믹반도체는 120℃부근에서 BaTiO3가 강유전체에서 상유전체로 변하고 이때 비저항이 105∼6 배나 커지는 이상 증가 현상이 나타난다. 이러한 이상 증가 현상을 PTC(Positive Temperature Coefficient)효과라고 하며 이는 다른 반도체에서 잘 나타나지 않는 특이한 현상이다. 이러한 PTC효과를 이용한 응용분야는 매우 다양하다.. SiO2실리카는 이산화규소로 유리가 원료가 되는 물질이다. 하지만 통상 우리가 실리카라고 부르는 것은 파우더 형태로 제조된 이산화규소로 소광제, 흡습제(실리카겔)등의 용도부터 광학용 필름에 이용되는 비드까지 그 종류가 다양하다. GE에 의해 처음 개발되었으며 고성능 램프용도가 개발 목적이었지만 반도체 산업에서 요구되는 초고순도의 특성과 부합되어 널리 사용되고 있다. 투명한 시각적 특징이 있고 뛰어난 전기 절연성과 화학적으로 성분이 우수하며 내산성에 강하다.. Si3N4질화규소라고 읽으며, 고온장력, 막강한 내구성, 무척 단단함, 열 충격에 강함, 내 마멸성이 강함, 낮은 열팽창, 내부식성 우수, 단열성과 같은 특징을 가지고 있으며, 용도는 엔진부품, 베어링, 고온단열재료, 절단 공구, 내부식성 지구, 발브, 발전터빈, 내연기관 출력강화장치의 회전축, 지그 및 고정 장치 재료, 성능 강화 목적 첨가 등 다양하게 이용된다.

공학/기술| 2010.04.05| 5페이지| 1,000원| 조회(471)

재료, 절연체, 용도, 결정화학, 절연성

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