KR101033868B1 - Manufacturing method of SiC composite using calcined Al-B-C sintering additive - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하소하여 제조한 Al-B-C계 소결조제를 이용한 탄화규소 복합체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유상의 탄화규소(SiC fiber)와 입자상의 탄화규소(SiC particle)의 복합체를 제조하는데 있어서, 소결조제로서 Al+B+C, Al+B4C+C, Al4C3+B+C, 또는 Al4C3+B4C+C의 혼합물을 1300 ~ 1900℃ 범위의 온도에서 하소하여 얻어진 분말들, 예를 들어 Al8B4C7 및 Al3BC3 중에서 선택되는 적어도 하나를 선정하고, 이를 입자상의 탄화규소와 혼합하여 고농도의 슬러리로 제조한 후, 위 슬러리를 섬유상의 탄화규소 매트릭스에 함침하고 이를 소결함으로써, 기존의 탄화규소 소결온도보다 낮은 온도에서 소결을 함에도 불구하고, 치밀하며 섬유뽑힘현상을 구현할 수 있는 탄화규소 복합체의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing a silicon carbide composite using an Al-BC-based sintering aid prepared by calcining, and more particularly to a composite of fibrous silicon carbide (SiC fiber) and particulate silicon carbide (SiC particle). For example, as a sintering aid, a mixture of Al + B + C, Al + B 4 C + C, Al 4 C 3 + B + C, or Al 4 C 3 + B 4 C + C, the temperature in the range of 1300 ~ 1900 ℃ Powders obtained by calcining at are selected, for example, at least one selected from Al 8 B 4 C 7 and Al 3 BC 3 and mixed with particulate silicon carbide to prepare a high concentration slurry, and then the slurry is fibrous By impregnating and sintering the silicon carbide matrix, the present invention provides a method for producing a silicon carbide composite, which can realize a fine fiber pulling phenomenon despite the sintering at a temperature lower than the conventional silicon carbide sintering temperature.
본 발명은 탄화규소를 소결하여 복합체를 제조하기 위하여, 전술한 소결조제를 별도로 합성하여 제조하도록 함에 특징이 있으며, 위 소결조제는 입자상의 탄화규소와 혼합되어 고농도의 슬러리로 제조함에도 불구하고 일정수준 이하의 점도를 유지하여 섬유상의 탄화규소 매트릭스에 원활히 침투되도록 할 수 있고, 따라서 고농도 슬러리에 기인한 치밀화된 탄화규소 복합체를 얻을 수 있는 장점이 있다.The present invention is characterized in that to produce a composite by sintering silicon carbide, to synthesize the above-mentioned sintering aid separately, the sintering aid is mixed with particulate silicon carbide to produce a certain level of slurry despite the high level of slurry By maintaining the viscosity below, it is possible to smoothly penetrate into the fibrous silicon carbide matrix, and thus there is an advantage of obtaining a densified silicon carbide composite due to the high concentration slurry.
탄화규소, 섬유상, 입자상, 복합체, 소결조제, 하소, Al8B4C7, Al3BC3, 슬러리, 함침, 소결온도, 치밀화, 섬유뽑힘현상 Silicon carbide, fibrous, particulate, composite, sintering aid, calcining, Al8B4C7, Al3BC3, slurry, impregnation, sintering temperature, densification, fiber pulling phenomenon
Description
본 발명은 하소하여 제조한 Al-B-C계 소결조제를 이용한 탄화규소 복합체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유상의 탄화규소(SiC fiber)와 입자상의 탄화규소(SiC particle)의 복합체를 제조하는데 있어서, 소결조제로서 Al+B+C, Al+B4C+C, Al4C3+B+C, 또는 Al4C3+B4C+C의 혼합물을 1300 ~ 1900℃ 범위의 온도에서 하소하여 얻어진 분말들, 예를 들어 Al8B4C7 및 Al3BC3 중에서 선택되는 적어도 하나를 선정하고, 이를 입자상의 탄화규소와 혼합하여 고농도의 슬러리로 제조한 후, 위 슬러리를 섬유상의 탄화규소 매트릭스에 함침하고 이를 소결함으로써, 기존의 탄화규소 소결온도보다 낮은 온도에서 소결을 함에도 불구하고, 치밀하며 섬유뽑힘현상을 구현할 수 있는 탄화규소 복합체의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing a silicon carbide composite using an Al-BC-based sintering aid prepared by calcining, and more particularly to a composite of fibrous silicon carbide (SiC fiber) and particulate silicon carbide (SiC particle). For example, as a sintering aid, a mixture of Al + B + C, Al + B 4 C + C, Al 4 C 3 + B + C, or Al 4 C 3 + B 4 C + C, the temperature in the range of 1300 ~ 1900 ℃ Powders obtained by calcining at are selected, for example, at least one selected from Al 8 B 4 C 7 and Al 3 BC 3 and mixed with particulate silicon carbide to prepare a high concentration slurry, and then the slurry is fibrous By impregnating and sintering the silicon carbide matrix, the present invention provides a method for producing a silicon carbide composite, which can realize a fine fiber pulling phenomenon despite the sintering at a temperature lower than the conventional silicon carbide sintering temperature.
최근들어, 핵융합 발전 실용화 기술 개발이 진행중이다. 이를 위해 반드시 해결해야 할 중요한 기술적 과제로, 플라즈마 안정성 문제 외에 핵융합 에너지를 열로 교환하는 기술과 핵융합 연료를 생성하는 기술 등을 들 수 있다. 특히 중성자 조사에 의해 삼중수소(T) 증식 및 열교환이 일어나는 부분을 증식블랑켓(blanket)이라고 하는데, 증식블랑켓은 삼중수소 증식재 및 중성자 증배재, 구조재, 냉각재, 차폐체 등으로 구성되며, 사용하는 증식재의 종류에 따라 고체형 증식 블랑켓과 액체형 증식 블랑켓으로 구분된다. 고체형 증식 블랑켓은 Li이 포함된 세라믹 증식재가 사용되며, 냉각재로서 물과 헬륨이 사용된다. 대표적 고체증식재로는 Li2TiO3, Li2ZrO3, Li4SiO4 등이 있으며, 고체형 증식 블랑켓에서는 반드시 중성자 증배재인 Be, Be-Ti 합금 등을 필요로 한다. 액체형 증식 블랑켓의 대표적 증식재로는 용융염을 포함하여 액체형 Li, PbLi, FLiBe (LiF-BeF2), FLiNaBe 등이 있으며, 액체형 증식 블랑켓은 별도의 중성자 증배재를 필요로 하지 않고, 액체형 증식재 자체가 증식 및 증배재의 역할을 수행함과 동시에 냉각재의 역할도 하게 된다. 고체형 증식 블랑켓은 상대적으로 기술적 성숙도가 높아 핵융합 상용로에 사용이 유력한 방식의 증식블랑켓이다.Recently, the development of fusion power commercialization technology is in progress. In order to solve this problem, important technical problems to be solved include the technology of exchanging fusion energy with heat and generating fusion fuel in addition to the plasma stability problem. Particularly, the part where tritium (T) growth and heat exchange occurs by neutron irradiation is called a growth blanket, which is composed of tritium growth material and neutron multiplier, structural material, coolant, shield, etc. According to the type of growth material to be classified into a solid growth blanket and a liquid growth blanket. As a solid growth blanket, a ceramic propagation material containing Li is used, and water and helium are used as a cooling material. Representative solid propagation materials include Li 2 TiO 3 , Li 2 ZrO 3 , Li 4 SiO 4 and the like, and solid proliferation blankets require Be, Be-Ti alloys such as neutron multipliers. Representative growth agents of the liquid growth blanket include liquid type Li, PbLi, FLiBe (LiF-BeF 2 ), FLiNaBe including molten salt, and liquid growth blanket does not require a separate neutron multiplier, and liquid type. The propagation material itself plays the role of the propagation and multiplier as well as the coolant. The solid growth blanket is a proliferative blanket of the type which is promising for use in a nuclear fusion reactor due to its relatively high technical maturity.
한편, 이러한 블랑켓 재료로서, 금속계와 SiC/SiC 복합체가 연구되고 있는데, 중성자 손상(damage) 특성이 양호해야 하며, 장시간 사용과 고온 환경에서 물성이 우수해야하는 블랑켓 재료의 특성상 SiC/SiC 복합체가 매우 적합한 것으로 알려져 있다. 그러나, 이와 같은 SiC/SiC 복합체에 관한 물성연구 및 제조, 접합연구가 아직 확립되어 있지 않아 소재개발의 여지가 많으며 고온, 조사환경 하에서의 성능에 대한 불충분한 자료 확보로 많은 연구개발이 요구되고 있다.Meanwhile, as the blanket material, a metal-based and SiC / SiC composite have been studied, and the SiC / SiC composite has a good neutron damage characteristic, and the SiC / SiC composite has a good physical property in a long time use and a high temperature environment. It is known to be very suitable. However, there is a lot of room for material development since the physical property research, manufacturing, and bonding research of such SiC / SiC composites have not been established, and a lot of research and development is required due to insufficient data on performance under high temperature and irradiation environment.
이러한 SiC/SiC 복합체를 제조하는 기존의 방법으로는 MI (melt infiltration), PIP (precursor impregnation and pyrolysis), CVI (chemical vapor infiltration) 법 등이 있는데 이들 방법으로 제조된 복합체의 경우, 그 방법이 대개 섬유상의 탄화규소 매트릭스에 전구물질을 주입하는 방법에 의함에도 불구하고 개기공(open pore)이 형성되는 문제가 발생하여 복합체의 최종밀도를 소기하는 바와 같이 구현하기 어려울 뿐만 아니라, 반응하지 아니하고 남는 잔류 규소(residual silicon)가 존재하기 때문에, 핵융합 발전소의 내부 재료로서 사용가치가 극히 낮은 수준이다.Conventional methods for preparing such SiC / SiC composites include melt infiltration (MI), precursor impregnation and pyrolysis (PIP), and chemical vapor infiltration (CVI). Despite the method of injecting a precursor into the fibrous silicon carbide matrix, a problem occurs in that open pores are formed, which is not only difficult to realize as expected of the final density of the composite, but also remains unreacted and remains. Due to the presence of silicon, the value of use as an internal material of a fusion power plant is extremely low.
이를 해결하기 위해서 고온가압법(HP, hot press method)을 응용하여 소결공정을 수행하는 NITE(Nano-Infiltration and Transient Eutectic)법이 개발되었던 바, 이 경우 난소결성을 갖는 탄화규소 분말의 높은 소결온도를 낮추기 위해서 반응성이 큰 나노미터 크기의 탄화규소 분말을 사용하는데, 이와 같은 나노미터 크기 탄화규소는 그 자체가 매우 고가일 뿐 아니라, 이를 소결함에 있어서도 1800℃ 이상의 소결온도를 유지하여야 하여 경제성이 떨어지며, 또한 가압장치라는 특성과 장치가 용량적으로 제한되는 면이 있어 특정형태의 블랑켓만 제조할 수 있거나 일정크기 이상의 블랑켓을 제조할 수 없다는 문제점이 있었다.In order to solve this problem, the NITE (Nano-Infiltration and Transient Eutectic) method, which performs the sintering process by applying the hot press method (HP), has been developed. In this case, the high sintering temperature of the silicon carbide powder having the sintering ability The nanometer sized silicon carbide powder is used for the low reactivity, and such nanometer sized silicon carbide is not only very expensive in itself, but also maintains a sintering temperature of more than 1800 ° C in the sintering process. In addition, there is a problem in that the pressing device and the capacity of the device is limited in capacity so that only a specific type of blanket can be manufactured or a blanket of a certain size cannot be manufactured.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 핵융합로의 블랑켓 재료로 사용되는 탄화규소 복합체를 제조하기 위하여, 제조과정 중 소결조제와 입자상의 탄화규소 혼합물을 슬러리로 제조하되, 슬러리를 고농도로 유지하면서도 점도를 낮춤으로써 섬유상의 탄화규소 매트릭스에 전반적으로 함침되도록 하여 소결온도를 낮춤과 동시에 치밀화된 탄화규소 복합체를 얻을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems described above, the present invention is to produce a silicon carbide composite used as a blanket material of the fusion reactor, during the manufacturing process of the sintering aid and particulate silicon carbide mixture as a slurry It is intended to produce a densified silicon carbide composite at the same time to reduce the sintering temperature by making the overall impregnation in the fibrous silicon carbide matrix by maintaining a high concentration while maintaining the slurry at a high concentration.
또한, 본 발명은 저온 소결에 의해서도 치밀화된 탄화규소 복합체를 얻을 수 있도록 하며, 소결방법에 있어서도 고압 소결방법이 아닌 일반 소결방법을 사용할 수 있고, 특히 입자상의 탄화규소를 선정함에 있어서도 서브 마이크론 크기의 것을 선택할 수 있어, 탄화규소 소결체의 제조비용을 절감할 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention enables to obtain a densified silicon carbide composite even by low temperature sintering, and in the sintering method, it is possible to use a general sintering method rather than a high-pressure sintering method. It is another object to be able to select and to reduce the manufacturing cost of a silicon carbide sintered compact.
또한, 본 발명은 저온 소결에 의해 제조되었음에도 불구하고, 핵융합로의 블랑켓 재료로 사용되기에 전혀 손색이 없는 탄화규소 소결체를 제조하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Further, another object of the present invention is to produce a silicon carbide sintered body which is not inferior to that used as a blanket material of a fusion furnace, although it is produced by low temperature sintering.
본 발명은 전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 섬유상의 탄화규소와 입자상의 탄화규소를 이용한 탄화규소 복합체를 제조함에 있어서, 하소하여 제조한 Al-B-C계 소결조제, 입자상의 탄화규소 및 용매를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단 계; 상기 제조된 슬러리를 섬유상의 탄화규소 매트릭스에 함침하는 단계; 및 상기 함침된 섬유상의 탄화규소 매트릭스를 소결하는 단계;를 포함하여 구성되는 하소하여 제조한 Al-B-C계 소결조제를 이용한 탄화규소 복합체의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the object as described above, the present invention, in the preparation of a silicon carbide composite using fibrous silicon carbide and particulate silicon carbide, the calcined Al-BC-based sintering aid, particulate silicon carbide and a solvent Mixing to prepare a slurry; Impregnating the prepared slurry into a fibrous silicon carbide matrix; And sintering the impregnated fibrous silicon carbide matrix. Provides a method for producing a silicon carbide composite using an Al-B-C-based sintering aid prepared by calcining.
상기 소결조제는 Al 및 Al4C3 중에서 선택되는 적어도 어느 하나, B 및 B4C 중에서 선택되는 적어도 어느 하나, C를 각각 화학양론적으로 혼합한 후 하소하여 제조됨이 바람직하다.The sintering aid is preferably prepared by calcining at least any one selected from Al and Al 4 C 3 , at least one selected from B and B 4 C, and stoichiometrically mixing C.
상기 하소온도는 1300 ~ 1900℃의 범위이며, 환원분위기에서 30분 내지 4시간 열처리하여 제조되는 것이 바람직하다.The calcination temperature is in the range of 1300 ~ 1900 ℃, it is preferably prepared by heat treatment for 30 minutes to 4 hours in a reducing atmosphere.
상기 Al-B-C계 소결조제는 Al8B4C7 및 Al3BC3 중에서 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.The Al-BC-based sintering aid is preferably at least one selected from Al 8 B 4 C 7 and Al 3 BC 3 .
상기 슬러리는, 슬러리 전체 부피 대비 상기 탄화규소는 30 ~ 55 부피%, 슬러리 전체 중량대비 상기 Al-B-C계 소결조제는 2.5 ~ 15 중량%로 하여 제조되는 것이 바람직하다.The slurry, the silicon carbide is 30 to 55% by volume relative to the total volume of the slurry, the Al-B-C-based sintering aid is preferably prepared to 2.5 to 15% by weight relative to the total weight of the slurry.
상기 슬러리는 교반시 측정되는 점도가 5 ~ 120 mPa.s인 것이 바람직하다.The slurry preferably has a viscosity of 5 to 120 mPa · s measured upon stirring.
상기 입자상의 나노 탄화규소는 25 ~ 200 nm의 크기를 가지며, 소결온도는 1525 ~ 1700℃의 범위인 것이 바람직하며, 복합체의 밀도는 이론밀도의 96 ~ 99.5%이다.The particulate nano silicon carbide has a size of 25 ~ 200 nm, the sintering temperature is preferably in the range of 1525 ~ 1700 ℃, the density of the composite is 96 ~ 99.5% of the theoretical density.
상기 소결과정에서 소결유지시간은 1분 ~ 3시간의 범위인 것이 바람직하다.Sintering holding time in the sintering process is preferably in the range of 1 minute to 3 hours.
상기 입자상의 서브 마이크론 탄화규소는 0.2 ~ 0.8 ㎛의 크기를 가지며, 소결온도는 1525 ~ 1700℃의 범위인 것이 바람직하고, 복합체의 밀도는 이론밀도의 97 ~ 99.5%이다.The particulate submicron silicon carbide has a size of 0.2 ~ 0.8 ㎛, the sintering temperature is preferably in the range of 1525 ~ 1700 ℃, the density of the composite is 97 ~ 99.5% of the theoretical density.
상기 소결과정에서 소결유지시간은 1분 ~ 3시간의 범위인 것이 바람직하다.Sintering holding time in the sintering process is preferably in the range of 1 minute to 3 hours.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 파괴시 섬유뽑힘현상이 발현되는 하소하여 제조한 Al-B-C계 소결조제를 이용하여 제조되는 탄화규소 복합체를 제공한다.In addition, the present invention provides a silicon carbide composite prepared by using an Al-B-C-based sintering aid prepared by calcining, in order to achieve the object as described above, the fiber pull phenomenon when broken.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 탄화규소 복합체를 제조하는 과정에서 입자상의 탄화규소와 소결조제가 혼합된 슬러리의 농도 및 점도를 효과적으로 조절하여 입자상의 탄화규소들을 섬유상의 탄화규소 사이에 균일하게 함침시킬 수 있으며, 저온소결을 함에도 불구하고, 치밀한 탄화규소 복합체를 제조할 수 있는 작용효과가 있다.According to the present invention as described above, in the process of producing a silicon carbide composite to effectively impregnate the particulate silicon carbide uniformly between the fibrous silicon carbide by effectively controlling the concentration and viscosity of the slurry mixed with particulate silicon carbide and the sintering aid. And, despite the low temperature sintering, there is an effect that can produce a dense silicon carbide composite.
또한, 본 발명에 의하면, 복합체의 성형단계에서 높은 밀도를 얻을 수 있기 때문에, 반응성을 높이기 위하여 굳이 나노크기의 탄화규소 분말을 사용할 필요가 없고, 소결시에도 가압소결이 아닌 일반소결방법을 사용할 수 있어 블랑켓 등 제품의 형태나 크기에 제한이 없으며, 전체적인 공정비용을 크게 절감하는 작용효과가 있다.In addition, according to the present invention, since a high density can be obtained in the molding step of the composite, it is not necessary to use nano-sized silicon carbide powder in order to increase the reactivity, and it is possible to use a general sintering method rather than pressurization when sintering. There is no restriction on the shape or size of the product, such as a blanket, there is an effect that greatly reduces the overall process cost.
또한, 본 발명에 의하면, 핵융합로의 블랑켓 재료로서 충분히 기능하도록 할 수 있는 복합체를 제조할 수 있는 작용효과가 있다.Moreover, according to this invention, there exists an effect which can manufacture the composite which can fully function as the blanket material of a fusion furnace.
이하, 본 발명은 첨부되는 도면과 바람직한 실시예를 기초로 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments.
본 발명은 기존의 NITE 공정을 사용해야만 하는 기존 방법의 한계성을 배제하기 위하여 Al+B+C, Al+B4C+C, Al4C3+B+C, 또는 Al4C3+B4C+C의 혼합물을 1300 ~ 1900℃ 범위의 온도에서 하소하여 얻어진 분말들, 예를 들어 Al8B4C7 및 Al3BC3 중에서 선택되는 적어도 하나를 소결조제로서 사용하여 기존의 공정보다 매우 낮은 온도에서 소결을 함으로써 저렴한 서브 마이크론 크기의 입자상의 탄화규소 원료를 사용함에도 불구하고, 실용적인 밀도가져 치밀하며, 섬유 뽑힘 현상이 발생하고, 블랑켓 등 최종제품의 형상과 크기도 자유롭게 조절할 수 있는 탄화규소 복합체를 제조하는 것이다.The invention provides Al + B + C, Al + B 4 C + C, Al 4 C 3 + B + C, or Al 4 C 3 + B 4 to rule out the limitations of existing methods that must use existing NITE processes. Powders obtained by calcining a mixture of C + C at a temperature in the range of 1300-1900 ° C., for example at least one selected from Al 8 B 4 C 7 and Al 3 BC 3, are used as a sintering aid and are much more conventional than conventional processes. By sintering at low temperature, even though inexpensive submicron-sized granular silicon carbide raw materials are used, they are practically dense due to their compactness, fiber bending occurs, and carbonization can freely control the shape and size of the final product such as blankets. To produce a silicon composite.
(1) 소결조제의 제조(1) Preparation of sintering aid
본 발명에서 소결조제로서 사용한 Al-B-C계 합성물은 그 일 실시예로서 Al8B4C7 혹은 Al3BC3로 제조되었고, 바람직하게는 분말형태로 합성되었으며, 알루미늄(Al) 및 탄화알루미늄(Al4C3), 붕소(B) 및 탄화붕소(B4C) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나 및 탄소(C)를 화학양론적으로 혼합한 후 1300 ~ 1900℃, 바람직하게는 약 1800℃의 환원분위기에서 30분 ~ 4시간, 바람직하게는 1 ~ 3 시간 열처리하여 제조하였다. 이때, 바람직하게는 아르곤 분위기에서 소결과정을 진행하였다. 얻어진 상기 소결조제는 이를 XRD 분석한 결과 대체로 순수한 단상임을 알 수 있었다. Al-BC-based composite used as a sintering aid in the present invention was made of Al 8 B 4 C 7 or Al 3 BC 3 as an example, preferably synthesized in powder form, aluminum (Al) and aluminum carbide ( Al 4 C 3 ), at least one selected from boron (B) and boron carbide (B 4 C) and carbon (C) after stoichiometric mixing, followed by a reduction of 1300 to 1900 ° C., preferably about 1800 ° C. It was prepared by heat treatment in an atmosphere for 30 minutes to 4 hours, preferably 1 to 3 hours. In this case, the sintering process is preferably performed in an argon atmosphere. The obtained sintering aid was found to be substantially pure single phase as a result of XRD analysis.
위와 같은 열처리 온도와 시간범위는 화학양론적으로 결함이 없는 Al8B4C7 혹은 Al3BC3의 제조를 위한 임계적 의의를 갖는다. The above heat treatment temperature and time range have a critical significance for the production of Al 8 B 4 C 7 or Al 3 BC 3 free of stoichiometric defects.
이와 같이 제조된 소결조제는 이를 위와 같이 별도로 합성하여 제조함으로써 사용하였다는 점에 있어서도 본 발명의 특징을 이루며, 이는 별도로 합성하지 않고, Al, B 및 C를 별도로 각각 준비하고 이를 섬유상의 탄화규소 매트릭스에 함침하여 사용하는 경우에는 달성할 수 없는 차별점이 있음을 유념하여야 한다.The sintering aid prepared as described above is also characterized by the present invention in that it is used by separately preparing and sintering, which is not synthesized separately, and separately prepares Al, B and C, respectively, and fibrous silicon carbide matrix It should be noted that there are differences that cannot be achieved when used impregnated with.
도 1에서는 본 발명에 의해 제조되는 소결조제 Al8B4C7과 Al, B 및 C 의 혼합 분말을 각각 슬러리로 제조한 후 이를 교반하고, 교반된 직후 이에 관한 점도를 측정하여 나타내었는데, 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 소결조제 슬러리는 50 부피%에 관한 것이고, 혼합분말 슬러리는 10 부피%에 관한 것임에도 불구하고 모든 교반조건하에서 그 점도가 매우 유사한 값을 나타냄을 알 수 있었다. In Figure 1 was prepared by mixing the sintering aid Al 8 B 4 C 7 and Al, B and C mixed powder prepared according to the present invention into a slurry, and then stirred, and measured the viscosity about it immediately after stirring, As described above, the slurry for the sintering aid according to the present invention was about 50% by volume, and the mixed powder slurry was about 10% by volume, but it was found that the viscosity was very similar under all stirring conditions.
즉, 함침공정을 위해서는 적정 수준의 점도를 갖는 슬러리가 제조되어야 하는 바, 종래의 혼합분말의 경우 적은 농도임에도 불구하고 높은 점도값을 나타내므로 농도를 더 높이기 어려운 문제점이 있어 고농도의 슬러리를 제조할 수 없었고, 따라서, 이와 같은 슬러리를 사용하는 경우에는 치밀화된 복합체를 얻을 수 없음을 알 수 있었다.That is, for the impregnation process, a slurry having an appropriate level of viscosity should be prepared. In the case of the conventional mixed powder, despite the low concentration, the slurry has a high viscosity value, thus making it difficult to increase the concentration. Therefore, it was found that when using such a slurry, a densified composite could not be obtained.
즉, Al, B 및 C 의 혼합 분말을 본 발명에 의한 소결조제와 화학양론적으로 동일하게 하여 그 자체로 소결조제로 사용하는 것은 종래의 기술로서, 이 경우 위 혼합 분말의 함침시에 입자의 크기가 Al 및 B 분말이 섬유상의 탄화규소 매트릭스 내부에 존재하는 좁은 공극을 메우는 효과가 있으므로, 위 탄화규소 매트릭스의 깊숙한 부분까지 위 혼합 분말이 침투할 수 없으며, 따라서 제조되는 복합체의 치밀화를 달성할 수 없음은 물론, 침투되지 않은 부분의 섬유상의 탄화규소는 고온 고압 소결시 서로 직접 닿게 되면서 위 섬유상을 중심으로 복합체가 전체적으로 쉽게 변형되는 문제점이 있다. That is, it is a conventional technique to use the mixed powder of Al, B and C as stoichiometrically identical to the sintering aid according to the present invention and use it as a sintering aid by itself. Since the Al and B powders in size have the effect of filling the narrow voids present inside the fibrous silicon carbide matrix, the gastric mixed powder cannot penetrate deep into the silicon carbide matrix, thus achieving densification of the composite produced. Of course, the fibrous silicon carbide of the non-penetrated portion is in direct contact with each other during high-temperature high-pressure sintering, there is a problem that the composite is easily deformed as a whole around the stomach fibrous.
한편, 도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 소결조제를 사용하여 제조한 복합체와 Al, B 및 C 의 혼합 분말을 소결조제로 하여 제조한 복합체를 섬유상의 탄화규소를 단면으로 하여 전자현미경으로 관찰한 사진을 나타내었다.Meanwhile, in FIG. 2, the composite prepared by using the sintering aid according to an embodiment of the present invention and the mixed powder of Al, B, and C as the sintering aid were used as an electron microscope with the fibrous silicon carbide as a cross section. The observed picture is shown.
(a)는 Al, B 및 C 의 혼합 분말을 소결조제로 하여 제조한 탄화규소 복합체이며, (b)는 본 발명의 일 실시예에 의한 소결조제를 사용하여 제조한 탄화규소 복합체로서 도시된 바와 같이, (a)의 경우는 소결조제가 섬유상의 탄화규소 사이에 제대로 함침되지 아니하여, 소결과정에서 섬유상의 탄화규소끼리 접촉하여 섬유상의 단면이 변형된 모습을 나타내고 있으며, (b)의 경우는 본 발명에 의한 소결조제가 섬유상의 탄화규소 사이에 제대로 함침되어 각 섬유상을 지지해 줌으로써 섬유간 접촉을 방지하여 개별 섬유 단면의 원형이 그대로 유지되고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 소결조제를 사용하는 경우 섬유상의 탄화규소의 형상을 소결과정중에도 그대로 유지시켜줄 수 있는 효과가 입증될 수 있었다. (a) is a silicon carbide composite prepared by using a mixed powder of Al, B, and C as a sintering aid, and (b) is a silicon carbide composite prepared using the sintering aid according to an embodiment of the present invention. Similarly, in the case of (a), the sintering aid was not impregnated properly between the fibrous silicon carbides, and thus the fibrous silicon carbides were in contact with each other during the sintering process. It can be seen that the sintering aid according to the present invention is impregnated properly between the fibrous silicon carbides to support each fibrous phase, thereby preventing contact between the fibers, thereby maintaining the original shape of the individual fiber cross sections. Therefore, when the sintering aid according to the present invention is used, the effect of maintaining the shape of fibrous silicon carbide during the sintering process could be proved.
섬유상이 상호 접촉하여 변형되는 경우에는 응력이 가해지는 경우 접촉되는 섬유상간에 파괴경로가 쉽게 생성되어 섬유뽑힘현상 대신 섬유가 파단되는 현상이 발생되므로 바람직하지 않다.In the case where the fiber phases are deformed by contact with each other, when a stress is applied, a fracture path is easily generated between the contacted fiber phases, so that the fiber breaks instead of the fiber pulling phenomenon.
또한, Al8B4C7 또는 Al3BC3를 소결조제로서 별도로 합성하면, 위 합성된 소결조제는 단순한 밀링(milling)공정에 의해서 대략 0.5 마이크로미터 이하의 미분말로 분쇄가 쉽게 이루어질 정도로 강도가 낮은 물질이 되며, 분산조건을 충족하는 한, 이를 입자상의 탄화규소 분말과 혼합하는 경우에도 함침이 용이하게 되므로, 섬유상의 탄화규소 매트릭스 내 깊숙한 곳까지 쉽게 침투하여 소결시 치밀화를 이룰 수 있으며, 당연히 섬유상의 변형을 억제할 수 있게 된다.In addition, when Al 8 B 4 C 7 or Al 3 BC 3 is separately synthesized as a sintering aid, the synthesized sintering aid is high enough to be easily pulverized into fine powder of about 0.5 micrometer or less by a simple milling process. As long as the material is low and the dispersion conditions are satisfied, it can be easily impregnated even when mixed with the particulate silicon carbide powder, so that it can easily penetrate deep into the fibrous silicon carbide matrix to achieve densification upon sintering. It is possible to suppress the deformation of the fibrous phase.
즉, 소결조제를 별도로 합성하여 사용하느냐 각 구성물질을 혼합하여 직접 사용하느냐의 차이점은 매우 크며, 이러한 소결조제의 합성에 관한 기술적 사상은 그 자체로서 특징을 갖는다고 할 것이다.In other words, the difference between whether to use the sintering aid separately synthesized or directly mixed with each constituent material is very large, and the technical idea regarding the synthesis of such a sintering aid has its own characteristics.
종래의 NITE 공정에 사용된 소결조제는 Al2O3와 Y2O3의 혼합물로서 단상의 Al3BC3 혹은 Al8B4C7 보다 고농도의 슬러리를 제조하기 힘들 뿐 아니라, 동일한 양의 소결조제를 첨가하는 경우에도 탄화규소의 치밀화를 위해서 더 높은 온도가 요구 되는 문제점이 있으며, 본 발명은 위 소결조제들을 이용하여 이러한 문제점들을 개선하였다. The sintering aid used in the conventional NITE process is a mixture of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 , which makes it difficult to produce a slurry of higher concentration than single phase Al 3 BC 3 or Al 8 B 4 C 7 , and the same amount of sintering Even when the aid is added, there is a problem that a higher temperature is required for densification of silicon carbide, and the present invention has improved these problems by using the above sintering aids.
(2) 혼합물의 제조(2) Preparation of the mixture
위와 같이 합성된 소결조제를 분쇄하고, 이를 입자상의 탄화규소와 함량을 변화시키면서 혼합하였다. 이 때, 위 혼합물을 섬유상의 탄화규소 매트릭스에 함침하기 위하여 습식으로 혼합하여 슬러리를 제조하였다.The sintering aid synthesized as described above was pulverized and mixed with varying the content of silicon carbide in granules. At this time, the above mixture was wet mixed to impregnate the fibrous silicon carbide matrix to prepare a slurry.
본 발명의 일 실시예에 의하여 슬러리를 제조함에 있어서, 입자상의 탄화규소는 나노범위 크기의 것과 서브마이크론 크기범위의 것을 각각 사용하였는데, 슬러리 전체 부피 대비 상기 탄화규소는 30 ~ 50 부피%, 슬러리 전체 중량대비 상기 Al-B-C계 소결조제는 5 ~ 15 중량%로 하여 혼합하여 제조하였다. In preparing the slurry according to one embodiment of the present invention, particulate silicon carbide was used in the nano-range size and sub-micron size range, respectively, the silicon carbide is 30 to 50% by volume, the total slurry relative to the total volume of the slurry The Al-BC-based sintering aid to weight was prepared by mixing 5 to 15% by weight.
도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 소결조제와 탄화규소의 혼합물에 관한 슬러리와 순수하게 탄화규소만으로 구성된 슬러리를 각각 제조하여 교반한 후 이와 같이 교반된 직후 슬러리의 점도를 각각 측정하여 이를 그래프로 나타내었다. 이 때, 입자상의 탄화규소는 일 실시예로서 서브 마이크론 단위의 탄화규소를 사용하였다. 한편, 도시되지는 아니하였으나, 나노크기의 입자상 탄화규소는 동일 농도에서 이보다 높은 점도를 갖는 경향을 나타낸다. In FIG. 3, the slurry of the sintering aid and the silicon carbide mixture according to one embodiment of the present invention and a slurry composed of purely silicon carbide are prepared and stirred, respectively, and the viscosity of the slurry is measured immediately after the stirring. Represented by. At this time, the particulate silicon carbide was used as a sub-micron silicon carbide as an example. On the other hand, although not shown, nano-sized particulate silicon carbide tends to have a higher viscosity at the same concentration.
도시된 바와 같이, 동일한 교반조건 하에서 본 발명에 의하여 제조되는 슬러리가 탄화규소만으로 제조된 슬러리보다 점도가 낮음을 알 수 있었는데, 본 발명에 의하여 실용적으로 의미있도록 제조되는 슬러리의 점도는 탄화규소 30 ~ 45 부피%의 범위에서 5 ~ 80 mPa.s의 범위값을 나타내었으며, 순수한 탄화규소 45 부피% 만으로 이루어진 슬러리는 약 100 mPa.s의 값을 나타내어, 본 발명에 의한 슬러리가 순수하게 탄화규소만으로 제조되는 슬러리에 비하여 섬유상의 탄화규소 매트릭스에 더 쉽게 함침될 수 있음을 추론하게 하였다.As shown, it was found that the slurry prepared by the present invention under the same stirring conditions, the viscosity is lower than the slurry prepared only with silicon carbide, the viscosity of the slurry produced so as to be practically meaningful by the present invention is 30 ~ 30 The range of 5 to 80 mPa.s in the range of 45% by volume, the slurry consisting of only 45% by volume of pure silicon carbide shows a value of about 100 mPa.s, so that the slurry according to the present invention is purely silicon carbide It was inferred that the fibrous silicon carbide matrix could be more easily impregnated compared to the slurry produced.
이는 순수한 Al3BC3는 50 부피% 까지 슬러리 제조가 가능한 반면 순수한 탄화규소는 45 부피% 까지만 가능할 정도로 Al3BC3가 순수한 탄화규소 보다 우수한 분산 특성을 나타내고, 더불어 Al3BC3와 탄화규소간에 분산을 저해하는 응집 반응이 생기지 않기 때문이다.This is between the pure Al 3 BC 3, while the slurry is possible up to 50% by volume pure silicon carbide represents an excellent dispersion property than Al 3 BC SiC 3 is pure enough to be up to 45 vol%, with Al 3 BC 3 and SiC This is because no aggregation reaction inhibits dispersion.
(3) 소결과정에 의한 복합체의 제조(3) Preparation of Composite by Sintering Process
위와 같이 함침과정이 완료된 복합체 성형체를 소결하여 탄화규소 복합체를 제조하였다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 의해 제조되는 복합체는 이론밀도의 약 99.4%를 나타내었다. By sintering the composite molded body completed the impregnation process as described above to prepare a silicon carbide composite. As mentioned above, the composite produced by the present invention exhibited about 99.4% of theoretical density.
본 발명에서는 두 가지 크기범위를 갖는 입자상의 탄화규소를 각각 사용하여 탄화규소 복합체를 제조하였는데, 하나는 25 나노미터 ~ 200 나노미터의 크기 범위를 갖는 탄화규소이며, 이 경우 소결온도는 1525 ~ 1700℃의 범위이고, 복합체의 밀도는 이론밀도의 96.5 ~ 99.5%에 해당하는 상대밀도를 나타내었다. 이 때, 소결유지시간은 3시간 ~ 1분의 범위로 조절하였다. In the present invention, silicon carbide composites were prepared using particulate silicon carbide each having two size ranges, one of which was silicon carbide having a size range of 25 nanometers to 200 nanometers, in which case the sintering temperature was 1525-1700. It was in the range of ℃, the density of the composite showed a relative density corresponding to 96.5 ~ 99.5% of the theoretical density. At this time, the sintering holding time was adjusted in the range of 3 hours to 1 minute.
위 소결온도 범위는 섬유뽑힘현상을 구현함과 동시에 실용적인 의미를 갖는 밀도를 구현하기 위하여 설정된 임계적 범위로서 1525℃ 이하의 온도로 소결하는 경우, 복합체의 의미있는 상대밀도를 구현하기 어려우며, 1700℃의 온도범위를 넘 는 경우에는 섬유파절현상으로 인하여 섬유뽑힘현상이 거의 일어날 수 없는 결과가 되므로, 위와 같은 소결온도범위에서 임계적 의의를 갖는다. 이는 기존의 NITE 공정에서 사용하였던 소결온도 1800℃ 보다 100℃ 이상 낮은 온도이다. 한편, 본 발명은 소결유지시간도 중요한 요인이 되는 바, 3시간 ~ 1분의 유지시간 범위에서는 섬유뽑힘현상과 치밀화를 동시에 달성할 수 있다.The above sintering temperature range is a critical range that is set to realize the fiber pulling phenomenon and at the same time have a practical meaning, when sintering at a temperature below 1525 ℃, it is difficult to realize a meaningful relative density of the composite, 1700 ℃ When the temperature exceeds the temperature range of the fiber fracture phenomenon can hardly occur due to the fiber fracture phenomenon, it has a critical significance in the above sintering temperature range. This is more than 100 ℃ lower than the sintering temperature 1800 ℃ used in the existing NITE process. On the other hand, in the present invention, the sintering holding time also becomes an important factor, and the fiber pulling phenomenon and densification can be simultaneously achieved in the holding time range of 3 hours to 1 minute.
이와 관련하여, 도 4에서는 나노크기 범위를 갖는 입자상의 탄화규소를 사용하여 각 소결온도에서 제조한 복합체를 파절하여 그 파단면을 전자현미경 사진으로 나타낸 것이다. (a)에 도시된 1700℃에서 10분간 소결하여 제조한 복합체의 경우와는 달리, (b)에 도시된 바와 같이, 1600℃에서 3분간 소결하여 제조한 복합체의 경우, 섬유상의 탄화규소 형상이 잘 나타나 있으며, 이로부터 본 발명에 의한 복합체는 기존의 탄화규소 소결온도보다 낮은 온도에서 소결함에도 불구하고 섬유뽑힘현상이 잘 관측되는 양호한 물성의 탄화규소 복합체를 얻을 수 있었다. In this regard, Figure 4 shows the fracture surface of the composite prepared at each sintering temperature using the granular silicon carbide having a nano-size range and the fracture surface is shown by electron micrograph. Unlike the composite prepared by sintering at 1700 ° C. for 10 minutes as shown in (a), as shown in (b), the composite prepared by sintering at 1600 ° C. for 3 minutes has a fibrous silicon carbide shape. It is well shown that, from this, the composite according to the present invention was able to obtain a silicon carbide composite having good physical properties in which fiber pulling was well observed despite sintering at a temperature lower than the conventional silicon carbide sintering temperature.
세라믹의 경우 취성파괴에 따른 낮은 신뢰성이 상용화의 큰 장애물이 되고 있는데, 세라믹 복합체는 섬유뽑힘현상이 재료의 파괴에 사용되는 에너지를 흡수함으로써 균열의 파국적 진행을 방지하여 준다. 따라서 섬유뽑힘현상이 발현될 경우 세라믹 복합체는 취성재료 임에도 불구하고 높은 파괴인성과 신뢰성을 나타내게 되므로, 섬유뽑힘현상의 발현으로부터 복합체의 물성의 우수성을 판단할 수 있다. 반면에 더 높은 온도에서 소결한 경우 섬유파절에 의하여 섬유뽑힘현상이 발생되지 아니하며, 모든면이 동일수준의 평면범위에서 취성파괴됨을 알 수 있었다. In the case of ceramics, low reliability due to brittle fracture is a major obstacle to commercialization. Ceramic composites prevent the catastrophic progression of cracking by absorbing energy used to destroy materials. Therefore, when the fiber pulling phenomenon is expressed, the ceramic composite shows high fracture toughness and reliability despite being a brittle material, and thus the superiority of the physical properties of the composite can be determined from the expression of the fiber pulling phenomenon. On the other hand, when sintered at a higher temperature, fiber fracture did not occur due to fiber fracture, and it was found that all surfaces were brittle in the plane of the same level.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의하여 서브마이크론 범위의 크기를 갖는 입자상의 탄화규소를 이용한 복합체를 제조하였는데, 상기 입자상의 탄화규소는 0.2 마이크로미터 ~ 0.8 마이크로미터의 크기를 가지며, 소결온도는 1525 ~ 1700℃의 범위이고, 복합체의 밀도는 이론밀도의 97 ~ 99.5%이다. 이 때, 소결유지시간은 3시간 ~ 1분의 범위로 하였다. Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, a composite using particulate silicon carbide having a size in the submicron range is manufactured. The particulate silicon carbide has a size of 0.2 micrometers to 0.8 micrometers, and the sintering temperature is 1525. It is in the range of ~ 1700 ℃, the density of the composite is 97 ~ 99.5% of the theoretical density. At this time, the sintering holding time was in the range of 3 hours to 1 minute.
위와 같은 소결온도 및 유지시간의 범위로부터 최적의 물성을 갖는 탄화규소 복합체를 얻을 수 있었다. 이는 기존의 NITE 공정에서 사용하였던 소결온도 1800℃ 보다 100℃ 이상 낮은 온도이다. 위 소결온도와 유지시간의 임계적 의의는 전술한 나노미터 크기의 탄화규소를 사용한 경우에서와 같으므로, 위 내용으로 갈음하기로 한다.From the above sintering temperature and holding time range, a silicon carbide composite having optimum physical properties was obtained. This is more than 100 ℃ lower than the sintering temperature 1800 ℃ used in the existing NITE process. The critical significance of the above sintering temperature and the holding time is the same as in the case of using the nanometer-sized silicon carbide, and thus will be replaced by the above contents.
이와 관련하여, 도 5에서는 서브마이크론 크기 범위를 갖는 입자상의 탄화규소를 사용하여 각 소결온도에서 제조한 복합체를 파절하여 그 파단면을 전자현미경 사진으로 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 1650℃에서 10분간 소결하여 제조한 복합체의 경우, 섬유상의 탄화규소 형상이 잘 나타나지 않으나, 그보다 낮은 온도인 1550℃에서 10분간 소결하여 제조한 복합체의 경우, 섬유상의 탄화규소형상이 잘 관측되는 바, 섬유뽑힘현상이 양호함을 알 수 있었다.In this regard, Figure 5 shows the fracture surface of the composite prepared at each sintering temperature using particulate silicon carbide having a submicron size range and the fracture surface is shown by an electron micrograph. As shown, in the case of a composite prepared by sintering at 1650 ° C. for 10 minutes, the fibrous silicon carbide shape does not appear well, but in the case of a composite prepared by sintering at a lower temperature of 1550 ° C. for 10 minutes, the fibrous silicon carbide shape is shown. It was observed that the fiber pulling phenomenon was good.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 안정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described in more detail with reference to the embodiments, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not stabilized by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의해 제조되는 소결조제 Al8B4C7과 Al, B 및 C 의 혼합 분말을 각각 슬러리로 제조한 후 이에 관한 점도를 측정하여 나타낸 그래프로서, (a)는 슬러리 전체 부피 대비 본 발명에 의한 소결조제 50 부피%의 점도측정값이고, (b)는 슬러리 전체 부피 대비 Al, B, C 혼합물 소결조제 10 부피%의 점도 측정값이다.1 is a graph showing the viscosity of the sintering aid Al 8 B 4 C 7 and Al, B and C prepared by one embodiment of the present invention after preparing a slurry, and measuring the viscosity thereof, (a) Is a viscosity measurement of 50% by volume of the sintering aid according to the present invention relative to the total volume of the slurry, and (b) is a viscosity measurement of 10% by volume of Al, B, C mixture sintering aid relative to the total volume of the slurry.
도 2는 (a) Al, B 및 C 의 혼합 분말을 소결조제로 하여 제조한 복합체와 (b) 본 발명의 일 실시예에 의한 소결조제를 사용하여 제조한 복합체를 섬유상의 탄화규소를 단면으로 하여 전자현미경으로 관찰한 사진이다.2 is a cross-sectional view of a composite prepared by (a) a composite powder of Al, B and C as a sintering aid, and (b) a composite prepared by using the sintering aid according to an embodiment of the present invention. It is a photograph observed with an electron microscope.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 소결조제와 탄화규소의 혼합물에 관한 슬러리와 순수하게 탄화규소만으로 구성된 슬러리를 각각 제조하여 교반한 후 이와 같이 교반된 직후 슬러리의 점도를 각각 측정하여 나타낸 그래프로서, (c) 슬러리 전체 부피 대비 30 부피%의 입자상 탄화규소와 슬러리 전체 중량 대비 10 중량%의 Al3BC3를 혼합하여 제조한 슬러리의 점도값, (d) 슬러리 전체 부피 대비 45 부피%의 입자상 탄화규소와 Al3BC3 혼합체로 (이때 조제의 양은 탄화규소 중량 대비 10 중량%) 제조한 슬러리의 점도값, (e) 슬러리 전체 부피 대비 45 부피%의 입자상 탄화규소를 단독으로 하여 제조한 슬러리의 점도값을 각각 나타낸다.3 is a graph showing a slurry of a sintering aid and a mixture of silicon carbide according to one embodiment of the present invention and a slurry composed of purely silicon carbide, each of which is prepared and stirred. (C) a viscosity value of a slurry prepared by mixing 30% by volume particulate silicon carbide with respect to the total volume of the slurry and 10% by weight of Al 3 BC 3 relative to the total weight of the slurry, and (d) 45% by volume with respect to the total volume of the slurry. Viscosity of slurry prepared from particulate silicon carbide and Al 3 BC 3 mixture (the amount of preparation is 10% by weight of silicon carbide), (e) 45% by volume of particulate silicon carbide The viscosity value of a slurry is shown, respectively.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 나노크기 범위를 갖는 입자상의 탄화규소를 사용하여 각 소결온도에서 제조한 복합체를 파절하여 그 파단면을 전자현미경 으로 관찰한 사진으로서, (a) 1700℃에서 10분간 유지하여 소결한 복합체, (b) 1600℃에서 10분간 유지하여 소결한 복합체를 각각 나타낸다.FIG. 4 is a photograph of a composite prepared at each sintering temperature using particulate silicon carbide having a nano-sized range according to an embodiment of the present invention, and the fracture surface thereof was observed with an electron microscope (a) 1700 ° C. FIG. The composites sintered by holding for 10 minutes at and (b) the composites sintered by holding at 1600 ° C for 10 minutes are respectively shown.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 서브마이크론 크기 범위를 갖는 입자상의 탄화규소를 사용하여 각 소결온도에서 제조한 복합체를 파절하여 그 파단면을 전자현미경으로 관찰한 사진으로서, (a) 1650℃에서 10분간 유지하여 소결한 복합체, (b) 1550℃에서 10분간 유지하여 소결한 복합체를 각각 나타낸다.FIG. 5 is a photograph of a composite prepared at each sintering temperature using particulate silicon carbide having a submicron size range according to an embodiment of the present invention, and the fracture surface thereof is observed with an electron microscope, (a) 1650 The composite sintered by holding at 10 ° C. for 10 minutes and the composite sintered by holding at 1550 ° C. for 10 minutes are shown.
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