KR100867981B1 - 침강법에 의한 세라믹 구조물 제조방법 - Google Patents

Abstract

침강법에 의한 세라믹 구조물 제조방법이 개시된다. 성형 원료인 슬러리는 세라믹 분말을 액체용매에 분산시키고 염을 첨가하여 형성한다. 형성된 슬러리는 고체함량이 5 내지 50 부피%이고 세라믹 입자가 아주 약하게 응집된 슬러리이다. 슬러리 내부의 기포를 제거하기 위하여 진공탈포한 후 몰드에 넣고 자연 침강시켜 성형체를 형성한 다음 성형체 위의 액체 용매를 제거한다. 생성된 성형체를 건조시키고 건조된 성형체를 소결시킨다. 또한 침강법에 의해 제조된 세라믹 구조물이 개시된다. 본 발명에 따르면 압력 장치가 불필요하고, 공정의 관리가 쉬워 다양한 형상의 세라믹과 대형 기물에서도 압력 구배 없는 균일한 세라믹이 제조가능하다. 또한 제조된 세라믹 구조물은 성형 밀도가 높아서 최종 제품의 밀도가 높고, 기계적 특성이 우수한 물성을 보인다.

세라믹, 슬러리, 결합제, 침강법, 진공탈포

Description

침강법에 의한 세라믹 구조물 제조방법{Method of producing ceramic body by sedimentation}

도 1은 본 발명에 따른 침강법에 의한 세라믹 구조물 제조방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도,

도 2a는 본 발명에 따른 평판형 세라믹 제조에 사용할 수 있는 몰드의 일 실시예를 나타내는 사시도,

도 2b는 본 발명에 따른 디스크형 세라믹 제조에 사용할 수 있는 몰드의 일 실시예를 나타내는 사시도,

도 2c는 본 발명에 따른 링형 세라믹 제조에 사용할 수 있는 몰드의 일 실시예를 나타내는 사시도,

도 3a는 본 발명에 따른 링형 세라믹 제조에 사용할 수 있는 몰드를 나타내는 사진,

도 3b는 본 발명에 따른 속이 빈 사각디스크형 세라믹 제조에 사용할 수 있는 몰드를 나타내는 사진,

도 4는 본 발명에 따라 제조된 링형 세라믹을 나타내는 사진,

도 5는 실시예 1에 따른 방법으로 제조된 평판형 세라믹을 나타내는 사진 및

도 6a 및 도 6b는 실시예 1에 따른 방법으로 제조된 평판형 세라믹의 폴리싱 한 단면의 열에칭 후 SEM 사진들이다.

본 발명은 세라믹 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 세라믹 슬러리로부터 세라믹 구조물을 제조하는 방법 및 그 결과 얻어진 세라믹 구조물에 관한 것이다.

세라믹 제조를 위한 종래의 방법으로는 건식 가압법(dry pressing), 니장 주입법(slip casting), 정수압 성형법(cold isostatic pressing, CIP), 습식 가압 성형법, 젤 캐스팅법(gel casting) 등이 있다.

건식 가압법은 세라믹 분말에 결합제를 넣어 과립화한 것을 금속 몰드에 넣어 아래 혹은 아래 위 양방향에서 가압하여 성형체를 제조하는 방법이다. 이 경우 성형시 높은 압력을 가하여야 하므로 대형 기물 성형시에는 100t 이상의 프레스가 필요하다. 이러한 프레스로 성형 가능한 성형체의 크기는 직경 약 40 내지 50cm 정도이다. 이 방법의 단점은 기물의 두께 방향으로 압력 구배가 나타난다는 것으로, 큰 기물일 경우 압력 구배가 나타나기 더욱 쉽다. 따라서 성형 가능한 기물의 크기가 한정되어 있다.

니장 주입법은 알루미나 등의 세라믹 성형에 가장 일반적인 방법으로 석고 몰드에 슬러리를 부어서 석고 몰드 벽면에 세라믹 분말이 달라붙게 하여 성형한다. 이 방법의 구동력은 석고 몰드 내 미세 기공의 모세관 힘이다. 이 방법의 단점은 기물의 두께가 두꺼워지면 두께 방향으로 압력 구배가 생기기 쉬워서 대형 기물이나 두꺼운 기물의 성형이 어렵다는 점이다. 또한 석고 몰드로부터 기물로 석고 성분이 들어가서 고순도 제품 성형에 불리하고, 알루미나의 경우 석고 성분은 알루미나 비정상 입자 성장의 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 그리고 500mm 이상의 크기로 성형하는 것에 어려움이 있다.

정수압 성형법은 건식 가압법의 단점인 압력 구배를 줄일 수 있다는 장점이 있다. 이 방법은 과립화된 분말을 고무 몰드에 넣어 밀봉한 다음 이것을 물 등의 액체에 넣은 후 가압하여 성형한다. 그러나 두꺼운 기물일 경우에는 두께 방향으로 압력 구배가 나타나고, 일반적으로 건식 가압법에 비해 더 높은 압력을 가하기 때문에 큰 기물을 성형하기 위해서는 대당 수십억 정도의 고가이며 크기가 큰 장비가 필요하다. 따라서 기물 크기가 커질수록 투자비가 기하급수적으로 늘어나게 된다.

습식 가압 성형법은 고체 분율이 높은 슬러리를 만들어 물을 거르는 필터 위에 부은 후 압력을 가하여 성형하는 방법이다. 이 방법 또한 크기가 크거나 두께가 두꺼우면 압력 구배에 의한 박리 현상이 나타나게 된다.

젤 캐스팅법은 세라믹 분말을 졸(sol) 상태로 만든 후 젤(gel)화하여 성형한다. 이 방법은 유기 결합제의 함량이 높아 높은 밀도를 갖는 성형체를 제조하기 어렵고, 탈결합제 공정에서 유해 가스가 발생하며, 공정 제어가 어렵다. 또한 큰 기물 성형시 변형이 생기기 쉽다.

이상에서 살펴본 바와 같이 종래의 방법으로 세라믹을 제조할 경우 대형 기물이나 고순도 제품 제조에 어려움이 있고, 대형 프레스기가 사용되어야 하는 등의 비용 면에서 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 압력 장치가 불필요하고, 대형 기물에서도 압력 구배가 없어 두께 조절이 손쉬운 고순도, 대형 세라믹 구조물을 얻을 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 성형 밀도가 높아 최종 제품 밀도가 높고 기계적 특성이 우수한 고순도의 세라믹 구조물을 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 세라믹 구조물의 제조 방법은, 세라믹 분말을 액체용매에 분산시키고 염을 첨가하여 고체함량이 5 내지 50 부피%이고 세라믹 입자가 아주 약하게 응집된 슬러리를 형성하는 단계; 상기 슬러리 내부의 기포를 제거하기 위하여 진공탈포하는 단계; 상기 진공탈포된 슬러리를 몰드에 넣고 자연 침강시켜 성형체를 형성한 후 상기 성형체 위의 액체 용매를 제거하는 단계; 상기 성형체를 건조시키는 단계; 및 상기 건조된 성형체를 소결시키는 단계;를 갖는다.

바람직하게는, 상기 진공탈포하는 단계 전에, 상기 슬러리를 원심 침강하여 굵은 입자를 제거하는 단계를 더 포함한다. 상기 성형체는 실온에서 30 내지 40%의 습도를 유지한 상태에서 건조하고, 상기 몰드는 몰드 내벽이 슬러리가 부착되기 어려운 폴리머로 코팅된 것을 이용한다. 또한, 상기 세라믹 분말은 입경이 0.1 내지 0.5μm인 것을 이용한다.

본 발명은 또한 이 방법으로 만들어진 세라믹 구조물을 제공한다.

이에 의해 압력 장치가 불필요하고, 공정의 관리가 쉬워 대형 기물에서도 압력 구배 없는 다양한 형상의 세라믹 구조물이 제조가능하다. 또한 제조된 세라믹 구조물은 성형 밀도가 높아서 최종 제품의 밀도가 높고, 기계적 특성이 우수한 물성을 보인다.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자연 침강법에 의한 세라믹 구조물 제조방법 및 제조된 세라믹 구조물의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 침강법에 의한 세라믹 구조물 제조방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 액체용매에 세라믹 분말, 염, 산, 결합제를 넣고 밀링을 한 후 체거름하여 약하게 응집된 슬러리를 형성한다(S10). 슬러리를 만들기 위해서 액체용매에 세라믹 분말, 결합제, 염을 첨가한다. 산을 첨가하여 슬러리 pH를 조절하면서 초음파를 가하거나 최소 6시간 밀링(볼 밀링 또는 애트리션 밀링)하여 혼합, 분산시킨다. 그리고 볼 밀링된 슬러리를 체거름하여 이물질을 걸러낸다. 슬러리의 pH는 4.5 이하로 조절하며, pH 2 내지 4로 조절하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법에 사용되는 액체용매는 대체로 물이고 수용성 유기용매를 공용매로 사용할 수 있다. 세라믹 분말은 알루미나, 지르코니아, 이들의 혼합물 등이며, 액체용매와 세라믹 분말의 혼합 비율은 슬러리의 고체 함량이 약 5 내지 50 부피%가 되도록 한다. 바람직하게는, 슬러리의 고체 함량은 5 부피% 내지 20 부피%이 다. 사용되는 세라믹 분말의 입경은 0.1 내지 0.5μm이고, 바람직하게는 0.2 내지 0.3μm이다. 세라믹 분말의 입경이 0.1μm 이하이면 침강이 어렵게 되고, 0.5μm 이상이 되면 편석(segregation)이 일어나게 되어 균일한 세라믹 구조물을 성형하는 데 어려움이 있게 된다. 두 가지 이상의 세라믹 분말을 이용하여 성형할 경우 주요 성분은 입경의 크기 제한이 있게 되나 주요하지 않은 성분은 제한이 없다.

본 발명의 세라믹 슬러리에는 성형체의 강도를 증가시키기 위해 결합제를 첨가하기도 한다. 세라믹 성형에 사용되는 결합제는 다수 공지되어 있으며, 크게 점토 결합제(clay binder), 분자 결합제(molecular binder) 및 막 형성 결합제(film forming binders, waxes)로 분류된다. 고순도 세라믹의 제조에는 분자 결합제와 막형성 결합제가 쓰인다. 분자 결합제는 다시 비닐 결합제(vinyl binder), 셀룰로오스 결합제(cellulose binder), 폴리에틸렌 글리콜 결합제(polyethylene glycol binder)로 나뉜다. 본 발명에 사용되는 결합제는 특별히 제한되지 않으며 비닐 결합제 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 사용된 결합제는 물에 대한 PVA(폴리비닐알콜)의 비율이 20 중량%가 되도록 희석시킨 제품이다. 결합제(고체 PVA)의 사용량은 세라믹 분말에 대해 1 중량% 정도이다.

염을 첨가하는 이유는 슬러리 내의 세라믹 분말 입자들을 아주 약하게 응집시키기 위해서이다. 성형체 내의 불균일함을 방지하는 하나의 방법으로 슬러리의 화학적 특성을 변화시키는 것이다. 슬러리의 화학적 특성은 액체용매 내의 고체 분말 입자들 사이에 작용하는 인력 및 반발력에 의하여 달라지며, 일반적으로 세 가지 상태로 구분될 수 있다. 첫째는 입자간 인력이 작고 반발력이 커서 고체입자들 이 액체용매에 분산된 상태(dispersion)이다. 세라믹 분말을 액체용매에 균일하게 분산시키기 위해서는 pH를 조절하거나 분산제를 첨가하여 분산시킨다. 둘째는 입자간 반발력이 작고 인력이 커서 입자들이 강하게 결속되고 응집된 상태(flocculation)이다. 입자들을 강하게 응집시키기 위해서는 pH를 변화시키거나 응집제를 첨가한다. 셋째는 입자들이 약하게 응집된 상태(coagulation)이다. 이는 입자간의 거리는 아주 짧지만 입자들 사이에 강한 반발력이 작용하며, 입자들이 인력에 의하여 응집이 되지 않는 상태이다. 슬러리 내의 세라믹 분말들이 아주 약하게 응집되면 완전 분산된 상태의 슬러리보다 성형속도가 빨라지고 성형체의 구조도 균일해지게 된다. 이 용도로 사용되는 염은 수용성 전해질, 즉 Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, NH₄ ⁺, Mg^{2 +}, Ca^{2 +}, Sr^{2 +}, Ba^{2 +}이온이나 SO₄ ^{2 -}, Cl^-, NO3^- 이온 등을 포함하는 것이다. 그 예로는 NH₄Cl 등이 있다. 염의 첨가 농도는, 전해질 이온의 원자가가 커질수록 응집시키는 능력이 커지기 때문에 염의 종류에 따라서 달라질 수 있지만, 대체로 액체용매에 대해 0.5M 이하, 바람직하게는 0.1M 내지 0.3M이다.

그 밖에도, 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제, 예를 들면 소포제, 가소제 등을 첨가할 수 있다.

아주 약하게 응집된 슬러리를 형성한 후에는, 형성된 슬러리를 원통형 몰드에 넣고 원심 침강법에 의해 굵은 입자를 제거한다(S20). 이때 적절한 원심력장의 세기나 지속시간은 몰드의 크기, 세라믹 분말의 입도 등에 따라 달라지며, 당업자 가 약간의 실험을 통해 결정할 수 있다. 원심 침강을 마치면, 몰드의 가운데에 모인 슬러리를 회수한다. 이 슬러리는 미세조직의 불균일함을 일으킬 수 있는 큰 입자 덩어리, 불순물 등이 제거된 슬러리이다. 이 단계(S20)는 선택적인 단계로서 이 단계(S20)가 없어도 제품 성형에는 문제가 없으나, 이 단계(S20)를 거치면 최종 제품의 강도가 높아진다.

다음으로, 형성된 슬러리를 용기에 담아 진공 탈포기에 넣고 진공 탈포한다(S30). 1 내지 10^-2 Torr로 압력을 조절하고 2시간 이상 동안 진공 탈포함이 바람직하다. 이 단계를 거치지 않으면 성형체 내부에 기공이 생기게 되어 치밀한 소결체를 얻을 수 없다.

다음으로, 진공탈포한 슬러리를 몰드에 넣고 자연 침강시킨다(S40). 성형에 걸리는 기간은 1주일 정도이나 물론 더 단축될 수도 있고, 그 후 성형체 위의 액체를 제거한다. 이때 성형체의 두께는 슬러리양, 몰드 크기에 의존한다. 불순물의 혼입을 방지하기 위해 성형에 걸리는 기간 동안 몰드의 상부를 덮어둠이 바람직하다. 덮개를 가진 몰드를 제조하여 몰드에 부착된 덮개로 덮을 수도 있고, 덮개가 없는 몰드 사용시에는 별도의 판으로 몰드의 상부를 덮을 수도 있다. 본 발명에서는 자연 침강 방식으로 성형체를 형성하므로 공정 관리가 용이하고 압력 장치가 필요 없다. 따라서 가압하여 성형하는 경우에는 성형시 압력을 견딜 수 있기 위한 몰드가 필요한데, 이러한 경우 몰드의 제작에 고가의 비용이 소요되고 몰드의 재료로는 성형시 압력을 견딜 수 있는 메탈이 사용되는 것이 일반적이다. 그런데 메탈로 제작 된 몰드를 사용하면 성형시 가하는 과도한 압력에 의해 불순물이 성형체 내부로 혼입될 우려가 크다. 그러나 자연 침강 방식으로 성형하게 되면 압력을 가할 필요가 없게 되어 몰드 제작비가 저렴하게 되고 불순물 혼입 가능성이 적게 된다.

본 발명에서 사용되는 몰드는 다양한 재료로 만들 수 있는데 아크릴, PVC, PTFE(Polytetrafluoro ethylene, 테프론), 그라파이트 및 메탈 등이 쓰일 수 있다. 그러나 건조 후 성형체를 몰드에서 탈착할 때 균열이 갈 위험이 있다. 따라서, 몰드의 내벽에 슬러리가 부착되기 어려운 폴리머를 코팅하여 이용하며, 실리콘으로 코팅하는 것이 바람직하다. 특히 메탈 몰드의 경우 몰드로부터 금속 혼입 가능성이 있으나 코팅을 한다면 이러한 가능성이 줄어들어 고순도 제품 성형에 유리하다. 최종 제품의 형상은 몰드의 구조에 따라 변하게 되는데 평판형, 디스크형, 링형 등을 제조할 수 있다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명에서 사용할 수 있는 몰드 구조의 일 실시예를 나타낸 사시도들이다. 도 2a는 본 발명에 따른 평판형 세라믹 제조를 위해 사용되는 몰드(5)의 구조이고, 도 2b는 본 발명에 따른 디스크형 세라믹 제조를 위해 사용되는 몰드(10)의 구조이며, 도 2c는 본 발명에 따른 링형 세라믹 제조를 위해 사용되는 몰드(15)의 구조이다. 도 2a, 도 2b 및 도 2c는 불순물 혼입 방지를 위해 별도의 판(20)으로 각 몰드(5, 10, 15)의 상부를 덮을 수 있는 구조를 나타내었다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에서 사용할 수 있는 몰드의 일 실시예를 나타낸 사진들이다. 도 3a는 링형 몰드(25)에 성형체(30)를 형성한 후 탈착하기 전의 사진이고, 도 3b는 속이 빈 사각디스크 형상의 세라믹 제조를 위한 몰드(35)이다. 도 3a에서 바람직하게는, 도너츠형 밑판의 바깥쪽은 딱딱한 재질로 벽(27)을 만들고, 내부는 성형체에 건조 수축이 일어날 경우 변형이 일어날 수 있는 종이라든지 폴리머 필름 등으로 벽(28)을 만들고 표면을 실리콘으로 처리하여 사용한다. 도 3b에서 속이 빈 사각디스크 형상의 몰드(35)의 경우도 마찬가지이다.

원하는 두께의 성형체가 얻어지면 실온에서 건조한다(S50). 실온, 구체적으로 온도는 25 내지 35℃, 습도는 30 내지 40%로 함이 바람직하다. 습도가 30%보다 낮으면 성형체에 균열이 발생할 위험이 있고 40%보다 높으면 잘 건조가 되지 않는다. 건조기간은 성형체의 두께에 따라 차이가 있는데 1주일에서 한 달 정도가 소요된다.

이와 같이 건조된 성형체를 몰드에서 탈착하여 소결한다(S60). 노에 넣고 소결온도에서 일정시간 유지하여 소결하면 밀도가 높고 기계적 특성이 우수한 세라믹 구조물을 얻을 수 있다. 소결온도 및 소결시간은 세라믹 분말에 따라 변할 수 있으나 알루미나-지르코니아로 이루어진 세라믹 분말은 1450 내지 1650℃에서 2시간 이상 소결함이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따라 제조된 링형 세라믹을 나타내는 사진으로서 도 3a에서 표현된 몰드(25)를 사용하여 제조한 링형 세라믹(45)이다. 이와 같이 몰드의 형상에 따라 본 발명의 방법으로 다양한 형상의 세라믹을 제조할 수 있다.

본 발명을 이하 실시예를 통해 더 상세히 설명하겠지만, 이들은 단지 예시를 위한 것이며 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.

실시예 1

탈이온수에 질산(HNO₃)을 첨가하여 pH를 3으로 조절하였다. 순도가 99.5%이고 평균 입경이 약 0.3μm인 알루미나(Al₂O₃) 분말에 결합제(PVA)와 염(NH₄Cl)을 첨가한 후 알루미나 볼과 함께 볼밀 통에 넣어 10시간 밀링하였다. 탈이온수와 알루미나 분말의 혼합비율은 슬러리의 고체 함량이 약 15부피%가 되도록 하였다. PVA는 알루미나 분말에 대해 약 1중량%이 되도록 하였고 NH₄Cl은 탈이온수에 대해 0.1M용액이 되도록 하였다. 밀링한 슬러리를 체가름하여 조대한 불순물을 제거한 후, 직경이 약 230mm인 원심 성형 몰드에 넣고 1000 내지 1200rpm으로 10초간 원심력을 가하여 조대 입자를 제거하였다. 이 슬러리를 플라스틱 통에 넣은 후 진공 탈포기에서 2x10^-1 Torr의 진공으로 약 2시간 탈포하였다. 진공탈포된 슬러리를 길이 1200mm, 폭 300mm의 몰드 내벽이 실리콘으로 코팅된 몰드에 부은 후 침강시켰다. 일주일 간 침강 후 고무 튜브로 분리된 액체를 제거한 후 약 30일간 건조시켰다. 건조된 성형체를 몰드에서 탈착한 다음 노에 넣고 1650℃에서 2시간 소결하여 상대 밀도 98.5% 이상의 소결체 얻었다. 강도는 500Mpa로서 일반적인 알루미나의 강도인 350Mpa 비해 우수한 소결체를 얻었다.

도 5는 실시예 1에 따른 방법으로 제조한 평판형 세라믹을 나타내는 사진으로서, 길이 1000mm의 평판형 세라믹 소결체(40)이다. 두께는 성형체의 경우는 30mm이고, 소결체는 가공 후 20mm이다.

도 6a 및 도 6b는 실시예 1에 따른 방법으로 제조한 평판형 세라믹의 폴리싱한 단면을 열에칭한 후 SEM(Scanning Electron Microscope)으로 관찰한 사진들이 다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제조된 세라믹 구조물은 미세조직상의 불균일한 부분이 관찰되지 않으며, 미세조직의 결함으로 간주되는 거대성장입자 및 기공도 발견되지 않는다.

실시예 2

탈이온수에 질산(HNO₃)을 첨가하여 pH를 3으로 조절하였다. 순도가 99.5%이고 평균 입경이 약 0.3μm인 알루미나(Al₂O₃) 분말에 10 중량%의 지르코니아(ZrO₂) 분말을 넣고, 결합제(PVA)와 염(NH₄Cl)을 첨가한 후 알루미나 볼과 함께 볼밀 통에 넣어 10시간 밀링하였다. 탈이온수와 알루미나-지르코니아 분말의 혼합비율은 슬러리의 고체 함량이 약 15부피%가 되도록 하였다. PVA는 알루미나 분말에 대해 약 1중량%이 되도록 하였고 NH₄Cl은 탈이온수에 대해 0.1M용액이 되도록 하였다. 밀링한 슬러리를 체가름하여 조대한 불순물을 제거하였다. 이 슬러리를 플라스틱 통에 넣은 후 진공 탈포기에서 2x10^-1 Torr의 진공으로 약 2시간 탈포하였다. 진공탈포된 슬러리를 직경 300mm의 내벽이 실리콘으로 코팅된 몰드에 부은 후 침강시켰다. 일주일 간 침강 후 고무 튜브로 분리된 액체를 제거한 후 약 30일간 건조시켰다. 건조된 성형체를 몰드에서 탈착한 다음 노에 넣고 1450℃에서 2시간 소결하여 상대 밀도 97.0% 이상의 소결체를 얻었다.

실시예 3

실시예 1과 동일한 조건이나 원심침강에 의한 방법으로 조대 입자를 제거하지 않은 경우에는 동일한 건조, 소결 조건하에서 상대밀도는 98%이고 강도는 약 400Mpa 정도가 되는 소결체를 얻었다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명에 따른 세라믹 구조물 제조방법은 자연 침강법에 의해 세라믹 구조물을 제조하므로 압력 장치가 불필요하고, 공정의 관리가 쉬워서 몰드의 형상에 따라 다양한 형상의 성형체 제조가 가능하다. 그리고 대형 기물에서도 압력 구배 없는 균일한 성형체가 제조가능하다. 또한 몰드 제조비가 저렴하고, 몰드로부터 금속 혼입 가능성이 없어 고순도의 제품을 형성할 수 있다. 본 발명의 제조방법으로 만들어진 세라믹 구조물은 성형 밀도가 높아서 최종 제품의 밀도가 높고, 기계적 특성이 우수한 물성을 보인다.

Claims (7)

1. 성형체 내부의 불균일을 방지하기 위하여 입경이 0.1 내지 0.5μm로 설정된 세라믹 분말을 액체용매에 분산시키고 염을 첨가하여 고체함량이 5 내지 50 부피%이고 세라믹 입자가 아주 약하게 응집된 슬러리를 형성하는 단계;

   상기 슬러리 내부의 기포를 제거하기 위하여 진공탈포하는 단계;

   상기 진공탈포된 슬러리를 몰드에 넣고 자연 침강시켜 성형체를 형성시킨 후 상기 성형체 위의 액체 용매를 제거하는 단계;

   상기 성형체를 건조시키는 단계; 및

   상기 건조된 성형체를 소결시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조물 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 진공탈포하는 단계 전에,

   상기 슬러리를 원심 침강하여 굵은 입자를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조물 제조방법.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 성형체는 25 내지 35℃의 온도, 30 내지 40%의 습도를 유지한 상태에서 건조하는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조물 제조방법.
5. 제 1항, 제 2항 및 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 몰드는 몰드 내벽이 폴리머로 코팅된 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조물 제조방법.
6. 삭제
7. 삭제

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