KR0166569B1

KR0166569B1 - 지지애자용 소재 조성

Info

Publication number: KR0166569B1
Application number: KR1019960042780A
Authority: KR
Inventors: 김병익; 이경원; 허열
Original assignee: 송은용; 대한민국요업기술원
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1999-01-15
Also published as: KR19980023317A

Abstract

지지애자용 소재로서 알루미나질, 뮬라이트질, 뮬라이트-코디어라이트질 등을 들 수 있는데, 이중 천연원료를 사용하여 소결온도 1350℃이하의 온도에서 알루미나 함량이 약 80%인 세라믹스를 제조하여 곡강도 880kg/㎠이상, 흡수율 0.5%이하의 우수한 특성을 갖는 알루미나질 세라믹스 제조에 관한 것이다. 알루미나질 지지애자를 제조하는데 있어서 요구되는 특성은 사용온도, 인가 전압범위에서 높은 절연저항을 가지며, 기계적 강도가 크고, 내열성 및 열출력저항성이 우수하여야 한다. 이와 같은 특성을 만족시키기 위해서는 고알루미나질 세라믹스가 우수하나, 1500℃이상의 높은 소결 온도를 요구하기 때문에 생산시 생산원가 상승원인으로 작용한다. 따라서 생산원가절감은 물론 이상의 특성들과 문제점을 만족시키기 위해서 보오크사이트를 주원료로한 자기조성에 관한 것이다.

본 발명의 용도는 전철에 사용되는 지지애자로서 1350℃이하의 낮은 소결온도에서 알루미나함량 약 80%의 고강도 알루미나질 세라믹스를 제작할 수 있다는 특징을 갖고 있다.

Description

지지애자용 소재 조성

본 발명은 전철용 지지애자를 제조하는데 있어서, 보오크사이트를 주성분으로 하여 치밀한 소결체 제조에 관한 것이다. 지지애자에 요구되는 특성으로는 우선적으로 높은 기계적 강도와 낮은 흡수율이다. 그러나 보오크사이트 자기는 치밀한 소결체를 제조하기 위해서는 소결을 촉진시킬 수 있는 첨가제의 첨가가 필수사항인 것이다. 따라서 본 발명은 보오크사이트를 낮은 온도에서 치밀한 소결체를 얻을 수 있는 소재 조성에 관한 것으로 최적조성을 찾아 치밀한 지지애자를 제조하는 것이다. 보오크사이트질 자기의 시편제조과정은 보오크사이트, 활석, 납석, 점토와 첨가제로서의 탄산바륨, 탄산칼슘을 소수점 이하 둘째 자리까지 평량하여 고속회전밀을 사용하여 습식혼합을 했으며, 이때 회전속도는 2000rpm으로 1시간동안 행하였다. 혼합된 원료는 100℃의 건조기 내에서 완전히 건조되었으며, 건조된 원료는 분쇄하여 본 실험의 원료로 사용하였으며, 직경 12mm의 디스크형 금형을 사용하여 성형압력1ton/㎠로 성형하였다. 성형체는 1280, 1300, 1320, 1340℃로 소성되었으며, 이때 승온속도는 5℃/min, 소성온도에서의 유지시간은 1시간으로 하였다. 이와 같이 제조된 시편은 지지애자로서 중요시되는 곡강도와 흡수율을 측정하였다. 사용한 원료들의 화학조성은 표1과 같으며, 원료조성의 혼합비율은 표2와 같이하여 소결체를 제조한 후 소결특성을 조사하였다. 소결온도는 1280, 1300, 1320, 1340℃로 하였다.

표2에서 시료번호 1의 보오크사이트만으로 1300, 1350℃에서 소결시켜 보았으나 치밀한 소결체를 얻을 수 없어 소결촉진제로서 SiO를 10, 20wt% 첨가하여 소결하였다. SiO10, 20wt% 첨가한 원료를 1300, 1350℃에서 소결하였을때 보오크사이트만으로 소성하였을 때보다는 치밀해지는 것을 알 수 있었으나, 목표치인 흡수율 0.5%이하에는 크게 못 미치고 있었다. 시료번호 4에서 7까지와 같이 보오크사이트 - 활석계 조성에 있어서 활석의 양을 20, 30, 40, 50wt%로 변화시켜 소결체를 제작하였을 때는 활석의 함량이 증가할수록 색상이 진한갈색에서 진한 회색으로 변하였다. 활석함량 30%까지 갈색을 띠고 있는 것은 보오크사이트의 화학성분 중 FeO의 영향 때문이다. 보오크사이트-활석 계에 있어서도 치밀한 소결체는 얻을 수 없었다.

시료번호 8에서 11까지는 보오크사이트 - 점토 - 활석 - 납석계 조성으로서 1300℃에서 소성하여 흡수율 0.5%이하의 치밀한 소결체를 얻었고, 소성수축율은 6∼8%범위였고 시료번호 10은 0.8%, 시료번호 11은 10.6%를 나타냈다. 이들 조성이 시료번호 1에서 7까지의 조성보다 강도는 높았으나 목표치에는 미달됨을 알 수 있었다. 표3은 시료번호 12, 13, 14에 대한 특성 값을 나타낸 것이다. 시료번호 12, 13, 14는 시료번호 8에서 11까지의 조성에 CaCO와 BaCO를 첨가한 조성이다. 시료번호12, 13, 14모두 소결온도 증가에 따라 흡수율은 감소하면서 강도는 증가하고 있음을 나타내고 있다. 시료번호 13, 14에 있어서 1340℃로 소성하였을때 흡수율 0.5%이하 곡강도 880kg/㎠이상으로 목표치를 만족시키고 있었다. 따라서 보오크사이트를 주성분으로 하는 보오크사이트-점토-활석-납석계에서는 탄산바륨, 탄산칼슘의 첨가가 필요하며, 소결온도 1340℃로 제품생산성 및 경제성을 모두 충족시킬 수 있었다. 보오크사이트를 주원료로한 보오크사이트-점토-활석-납석계에 있어서 소결온도 1330∼1350℃ 범위에서 첨가제로 탄산바륨과 탄산칼슘을 첨가하여 소결체를 제조 한 결과 본 조성이 전철용 지지애자 소재로서 적합함을 나타내었다.

Claims

천연원료를 사용하여 고알루미나질 전철용 지지애자를 제조하는데 있어서 낮은 소성온도에서 치밀한 소결체를 얻기 위한 조성으로서 보오크사이트-점토-활석-납석계에 첨가제로서 탄산바륨 5%이하, 탄산칼슘 5%이하로 하여 소결온도 1340℃이하의 온도에서 치밀한 소결체를 얻을 수 있는 지지애자용 자기질 세라믹스.