KR101257875B1 - 알루미나 복합 분말과 이를 포함하는 다결정 알루미나 소결체 및 그 제조방법 - Google Patents

알루미나 복합 분말과 이를 포함하는 다결정 알루미나 소결체 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알루미나 복합 분말과 이를 포함하는 다결정 알루미나 소결체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 알루미나 복합 분말은 코어-쉘 구조의 알루미나 복합 분말에 있어서, 상기 코어는 알루미나를 포함하고, 상기 쉘은 금속 첨가제를 포함하는 것이고, 본 발명의 다결정 알루미나 소결체는 상기 알루미나 복합 분말을 포함하는 시트, 필름, 과립, 볼, 디스크, 실린더 또는 하니컴의 형태이며, 본 발명의 알루미나 복합 분말의 제조방법은 (a) 금속 첨가제 전구체를 유기용매에 분산시켜 분산용액을 형성하는 단계, (b) 알루미나 분말을 상기 분산용액에 도입하여 혼합용액을 형성하는 단계, (c) 상기 혼합용액을 초임계 상태로 제어하여 상기 알루미나에 상기 금속 첨가제가 화학적으로 결합한 코어-쉘 구조의 알루미나 복합 분말을 포함하는 용액을 형성하는 단계 및 (d) 단계 (c)의 용액으로부터 상기 알루미나 복합 분말을 분리하는 단계를 포함하는 것이고, 본 발명의 다결정 알루미나 소결체의 제조방법은 상기 방법에 의하여 제조된 알루미나 복합 분말을 소결하여 시트, 필름, 과립, 볼, 디스크, 실린더 또는 하니컴의 형태의 소결체를 제조하는 것이다.

Description

알루미나 복합 분말과 이를 포함하는 다결정 알루미나 소결체 및 그 제조방법 {Alumina complex powder and polycrystal alumina sintered material and the fabrication method thereof}
본 발명은 알루미나 복합 분말과 이를 포함하는 다결정 알루미나 소결체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 광투과성이 우수하고, 내열성, 내부식성이 우수하여 램프 발광관 등 광학 소재, 치과 소재, 반도체 제조장치 부재 등으로 활용이 가능한 알루미나 복합 분말과 이를 포함하는 다결정 알루미나 소결체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 다결정질 알루미나는 미립의 고순도 알루미나 분말과 미량의 첨가제를 물리적 혹은 기계적으로 분쇄, 혼합한 후 압축성형, 주입성형, 압출성형, 사출성형, 겔 성형 등의 다양한 방법에 의해 원하는 형상으로 성형하고 상압, 가압 혹은 가스 분위기 소결하여 제조한다. 고강도 고광투광성 다결정 세라믹스의 제조에 있어서는, 높은 순도와 균일한 입자 분포를 가지도록 불순물, 미량 첨가제 및 미세 구조를 매우 세밀하게 제어하여야 한다. 균일한 미세 구조를 가진 알루미나 소결체를 얻기 위하여 균일한 입성장을 유도하는 다양한 첨가제 및 마이크로웨이브 등의 소결기술에 관한 연구가 진행되어 왔고 그동안 많은 진전은 있었다. 미량의 첨가제를 사용하여 균일한 입도 분포를 가진 다결정 세라믹스를 얻기 위해서는 무엇보다도 소결 이전 단계에서 알루미나 분말과 첨가제 간의 균일한 혼합체 혹은 코팅체를 제조하는 것이 중요하다. 종래의 기계적 볼 밀링 혹은 습식 혼합 등으로는 ppm 수준의 균일한 분산 및 혼합이 이루어지지 않기 때문에, 고온에서의 소결 후에 큰 기공과 이차상이 입계 (입자의 경계) 혹은 입내 (입자의 내부)에 남게 될 뿐만 아니라 미세구조가 불균일한 입자 분포를 갖게 되어 높은 강도와 광투광성을 갖는 다결정 세라믹스를 얻는 데 어려움이 있었다. 특히, 서브 마이크로미터 이상으로 크게 성장한 기공과 이차상은 입자의 파괴원으로 작용하거나 광을 산란시키는 역할을 하고, 이상 입성장 입자 또는 불균일한 입경 분포는 광을 산란시켜 광투과도를 저해하는 원인이 된다.
미량의 첨가제의 ppm 레벨에서의 균일한 혼합을 위한 예로 질산염 수용액으로부터 얻는 습식혼합법, 제트밀에 의한 알루미나 미분말 제조법이 제시된 바 있으며, 그 외에도 졸겔법 (sol-gel), 스프레이 드라이법 (spray dry) 등이 보고되어 있다. 관련 문헌에는 질산염 수용액으로부터 화학적 혼합에 의해 Nd2O3를 ppm 수준에서의 도핑을 시도한 후 소결하여 미세 구조를 관찰한 결과, 여전히 조대한 이상 입자와 많은 기공들이 관찰되어 첨가제의 ppm 수준에서의 균일한 분포가 얻어지기 어렵다는 사실을 보여주고 있다. 또한, MgO, Mg acetate염 또는 Mg stearate를 사용하여 기계적 또는 화학적 혼합을 통해 균일한 혼합을 유도한 관련 문헌에서도 역시 많은 기공들이 관찰되어 첨가제의 균일 분포를 달성하지 못하고 있다.
다결정 알루미나에서 강도, 광투과도 등의 물리적 특성을 떨어뜨리는 원인이 되는 서브 마이크로미터 이상의 기공, 불순물, 이차상의 응집체 및 이상 입성장에 의한 조대 입자를 줄이거나 없애는 것은 소결 기술의 개선만으로써 그 해결에 한계가 있다. 보다 근본적인 해결을 위해서는 ppm 수준의 균일도를 갖는 분말 혼합체를 만드는 것이 필요하다. 이를 위해 많은 물리적 또는 화학적 시도가 이루어지고 있지만 건조 중에 입자 간의 응집이 일어나지 않고, ppm 수준의 혼합 균일도를 갖으며, 스케일 업이 가능한 경제성이 있는 제조 방법과 이를 통하여 제조된 알루미나 복합 분말과 이를 포함하는 다결정 알루미나 소결체를 제시하는 것이 필요하다.
본 발명의 알루미나 복합 분말은 코어-쉘 구조의 알루미나 복합 분말에 있어서, 상기 코어는 알루미나를 포함하고, 상기 쉘은 금속 첨가제를 포함하는 것이고, 본 발명의 다결정 알루미나 소결체는 상기 알루미나 복합 분말을 포함하는 시트, 필름, 과립, 볼, 디스크, 실린더 또는 하니컴의 형태이다.
또한, 본 발명의 알루미나 복합 분말의 제조방법은 (a) 금속 첨가제 전구체를 유기용매에 분산시켜 분산용액을 형성하는 단계, (b) 알루미나 분말을 상기 분산용액에 도입하여 혼합용액을 형성하는 단계, (c) 상기 혼합용액을 초임계 상태로 제어하여 상기 알루미나에 금속 첨가제가 화학적으로 결합한 코어-쉘 구조의 알루미나 복합 분말을 포함하는 용액을 형성하는 단계 및 (d) 단계 (c)의 용액으로부터 상기 알루미나 복합 분말을 분리하는 단계를 포함하는 것이고, 본 발명의 다결정 알루미나 소결체의 제조방법은 상기 방법에 의하여 제조된 알루미나 복합 분말을 소결하여 시트, 필름, 과립, 볼, 디스크, 실린더 또는 하니컴의 형태의 소결체를 제조하는 것이다.
순수 또는 에탄올을 기본으로 물리적 혼합, 침전 반응, 졸겔 반응 등에 기초한 기존의 알루미나 복합 분말의 제조방법은, 표면장력이 높은 유체 상태에서 기계적 전단력에 의해 반응 및 혼합을 유도하는 방법이다. 그러나 본 발명은 초임계 이산화탄소-에탄올의 공용매 하에서 코어 입자 표면에 화학적 합성반응을 일으켜 나노 입자층을 형성시킴으로써 ppm 수준에서 혼합 균일도를 향상시킴과 더불어 건조 응집을 방지하여 분산성이 향상된 고분산 구조의 코어-쉘 형태의 코팅 분말 혼합체를 용이하게 제조하는 것이다. 이로써 고온 소결 후에 기공이 거의 없고 균일한 입경을 갖는 미세구조체를 형성하여, 강도가 높고 광투과성이 높은 다결정 소결체를 제조할 수 있다. 또한, 출발물질을 경제성이 높은 질산염, 염화물 등의 다양한 금속염을 사용할 수 있어 경제적인 이점도 얻을 수 있다.
도 1은 실시예의 코어 (알루미나) 분말의 전자현미경 사진이다.
도 2는 실시예 1-1의 방법에 따라 제조한 코어 (알루미나)-셀 (산화 마그네슘) 복합 분말의 전자현미경 사진이다.
도 3은 실시예 1-1의 다결정 알루미나 소결체 시편 (두께 0.8 mm)의 UV-VIS 분광 광도계 투과도 곡선 그래프이다.
도 4는 실시예 1-2의 다결정 알루미나 소결체 시편 (두께 0.8 mm)을 UV-VIS 분광 광도계 투과도 곡선 그래프이다.
도 5는 다결정 알루미나 소결체 시편의 광투광성을 보여주는 사진이다.
A : 비교예 7, B : 실시예 1-1, C : 실시예 1-2, D : 실시예 1-3, E : 실시예 1-4
본 발명의 알루미나 복합 분말은, 코어-쉘 구조의 알루미나 복합 분말에 있어서, 상기 코어는 알루미나를 포함하고, 상기 쉘은 금속 첨가제를 포함하는 것이다. 상기 코어와 상기 쉘은 화학적으로 결합되어 있는 것일 수 있다.
상기 금속 첨가제는, Zr, Y, Lu, La, Ta, Th, Zn, Co, Ni, Cd, Mn, Ca, Ba, Cr, Mg, In, Sn, Fe, Ru, Rh, V, Ce, Mo, W, Nb, Hf, Ta, Re, Os, Ge, Sb, Se, Te, Sr, Cs, Al, Sc, Cu, Ti, Dy, Ga, Gd, Pr, Sm, Ho, Lu, Tb, Eu, Er 및 Yb로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것일 수 있고, 상기 코어 대비 상기 금속 첨가제의 질량비는 10 내지 5000 PPM인 것일 수 있다.
상기 알루미나 복합 분말은 그 형태가 구(sphere), 파이버(fiber), 시트(sheet), 와이어(wire), 다발(bundle), 입방정(cubic) 또는 피라미드(pyramidal)의 형상일 수 있다.
본 발명의 다결정 알루미나 소결체는 상기의 알루미나 복합 분말을 포함하는 시트, 필름, 과립, 볼, 디스크, 실린더 또는 하니컴의 형태의 다결정 알루미나 소결체일 수 있다. 소결체는 상기의 알루미나 복합 분말을 원하는 형태로 성형하고 소결하여 상기 열거한 형태 이외의 다양한 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 알루미나 복합 분말의 제조방법은 (a) 금속 첨가제 전구체를 유기용매에 분산시켜 분산용액을 형성하는 단계, (b) 알루미나 분말을 상기 분산용액에 도입하여 혼합용액을 형성하는 단계, (c) 상기 혼합용액을 초임계 상태로 제어하여 상기 알루미나에 금속 첨가제가 화학적으로 결합한 코어-쉘 구조의 알루미나 복합 분말을 포함하는 용액을 형성하는 단계 및 (d) 단계 (c)의 용액으로부터 상기 알루미나 복합 분말을 분리하는 단계를 포함한다.
단계 (c)에서 초임계 또는 아임계 이산화탄소를 주입하여 상기 알루미나와 상기 금속 첨가제의 화학적 결합을 촉진할 수 있다.
상기 금속 첨가제 전구체는 금속의 불화염, 염화염, 질산염, 황산염, 탄산염 등의 무기산염, 아세트산염 등의 유기산염, 금속 수화물 및 금속 착화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것일 수 있고, 상기 금속 첨가제는 MgO, 이성분계 산화물 및 다성분계 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있고, 상기 이성분계 산화물은 RO-R2O3계, R2O3-RO2계 및 RO-RO2계로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있고, 상기 다성분계 산화물은 RO-R2O3-RO2일 수 있고, 여기서 R은, Zr, Y, Lu, La, Ta, Th, Zn, Co, Ni, Cd, Mn, Ca, Ba, Cr, Mg, In, Sn, Fe, Ru, Rh, V, Ce, Mo, W, Nb, Hf, Ta, Re, Os, Ge, Sb, Se, Te, Sr, Cs, Al, Sc, Cu, Ti, Dy, Ga, Gd, Pr, Sm, Ho, Lu, Tb, Eu, Er 및 Yb로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다.
특히, 상기 이성분계 산화물 및 다성분계 산화물은 Dy-Mg-O계, Dy-Mg-Al-O계, Dy-Y-Al-O계, Dy-Mg-R-O계, Dy-Mg-Al-R-O계, Dy-Y-Al-R-O계를 포함하는 이성분 이상의 다성분계 산화물일 수 있다.
단계 (a)의 유기용매는 1종 이상의 C1-C10 알코올을 포함하는 것일 수 있고, 메탄올, 아세톤, 또는 에탄올을 사용할 수 있다.
상기 유기용매는 금속 첨가제 전구체 1 몰 대비 0.01 내지 10 몰의 2차 또는 3차 알코올 공용매를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기의 공용매를 첨가하면 경우에 따라 금속 복합염의 농도를 조절하기가 용이해지며 금속 화합물의 수율, 치환 고용량을 높일 수 있고, 생성된 금속 화합물의 입자 크기나 모양도 다양하게 조절할 수 있다.
상기 분산용액 중 금속 첨가제 전구체의 농도는 1×10-10 내지 5 mol/L일 수 있고, 경제성 및 광학 특성의 관점에서 바람직하게는 1×10-8 내지 0.1 mol/L인 것일 수 있다.
본 발명에서 사용하는 전구체로서 2종 이상의 전구체를 혼합하여 사용할 수 있으며, 응용 분야 및 목적 등에 따르는 2종 이상의 전구체를 혼합하여 다양한 전구체 성분의 조합이 가능하다.
필요에 따라서는 단계 (c) 이전에 1종 이상의 전구체를 포함하는 증류수 혹은 유기용매에 알루미나 분말 용액을 분산시키고, 산 또는 알칼리를 첨가한 뒤, 아임계 혹은 초임계 상태의 물 혹은 이산화탄소 유체와 혼합시키면서 10 내지 100 ℃의 온도와 0.5 내지 20 MPa의 압력 조건에서 1 분 내지 10 시간 동안 숙성 및 표면 활성을 시켜, 혼합 용액 (혼합 유체)을 얻는 숙성 단계를 거칠 수도 있다.
단계 (c)는 온도 30 ~ 400 ℃, 압력 5 ~ 50 MPa에서 이루어지는 것일 수 있다. 상기 반응 온도는 바람직하게는 100 ~ 200 ℃ 또는 350 ~ 400 ℃이고, 상기 반응 압력은 5 내지 35 MPa일 수 있다. 이로써 반응을 더욱 가속화시킬 수 있고, 생성 입자의 크기를 더욱 고르게 하고 입자 모양 조절이 더욱 용이하게 되고 결정성을 더욱 증가시킬 수 있으며, 장치 및 에너지 비용을 더욱 절감할 수 있다.
상기 온도 및 압력 조건에서 순간적인 흐름에서 반응이 일어나도록 하는 연속 공정을 통할 수도 있고, 배치형 반응기 내에서 1 분 내지 10 시간 동안 반응을 일으킬 수도 있다.
상기 혼합용액은, 금속 첨가제 전구체 1 몰 대비 0.01 내지 20 몰의 염기성 용액 (암모니아 등) 또는 산성 용액 (황산 용액 등), 금속 첨가제 전구체 1 몰 대비 0.01 내지 10 몰의 환원제 (수소 또는 하이드라진 등) 또는 산화제 (산소 또는 과산화수소 등), 방향족 탄화수소 (톨루엔 등) 및 촉진 가스 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것일 수 있고, 상기 촉진 가스는 암모니아, 질소, 메탄, 헬륨 및 아르곤으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 염기성 또는 산성 용액, 환원제 또는 산화제는 반응 전 또는 반응 중에 첨가할 수 있으며, 첨가량과 첨가 방법에 따라, 코팅된 금속 화합물의 두께를 조절하거나 치환 고용량을 조절하는데 도움을 줄 수 있으며, 생성된 반응물의 물성을 조절할 수 있다.
상기 방향족 탄화수소 역시 반응 전 또는 반응 중에 첨가할 수 있으며, 이는 반용매 (antisolvent)로서 작용하여 생성 입자의 모양을 조절하는데 도움을 줄 수 있다.
상기 촉진 가스 역시 반응 전 또는 반응 중에 첨가할 수 있으며, 이는 전구체와의 반응을 촉진시키거나 반응을 저지하여 생성 입자의 크기 및 모양을 조절하는 데 도움을 줄 수 있다.
단계 (d) 이후에, 진공, 상압 또는 가압 조건에서의 반응로 또는 마이크로파 합성로 등을 이용한 고온 열처리 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 알루미나 소결체의 제조방법은 상기의 방법에 의하여 제조된 알루미나 복합 분말을 소결하여 시트, 필름, 과립, 볼, 디스크, 실린더 또는 하니컴 형태의 소결체를 제조하는 것일 수 있다.
실시예
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1-1
염화 마그네슘을 에탄올에 0.2 mol/L의 농도로 첨가한 뒤, 교반하여 금속염 분산용액을 얻었다. 여기에 알루미나를 알루미나 대비 첨가제의 농도가 500 ppm이 되도록 혼합하고 12 시간 동안 볼밀을 실시하여 혼합용액을 제조하였다. 도 1은 실시예의 코어 (알루미나) 분말의 전자현미경 사진이다. 이 혼합용액을 반응조에 넣고 온도를 30 ℃로 승온 (예열)시켰다. 이산화탄소를 내경 1/4 inch 튜브를 이용하여 주입한 후 이산화탄소가 아임계 상태가 되도록 반응조 내의 압력을 5 MPa로 유지시켜 금속염 용액에 이산화탄소 유체가 혼입된 혼합용액 (혼합유체)을 얻었다. 그 후 혼합유체를 120 ℃ 반응온도까지 승온시키고 압력을 18 MPa로 조절하여 초임계 상태로 만든 뒤, 5 시간 동안 반응시킨 후 냉각시켰다. 그 후 초임계 이산화탄소 및 여액으로부터 최종 반응생성물 분말 (알루미나 복합 분말)을 분리하였다. 도 2는 실시예 1-1의 방법에 따라 제조한 코어 (알루미나)-셀 (산화 마그네슘) 복합 분말의 전자현미경 사진이다.
상기 알루미나 복합 분말을 600 ℃에서 열처리한 후 냉간 등압 성형기에서 디스크 또는 사각형으로 성형하고 고온 열처리하여 다결정 알루미나 소결체를 제조하였다. 도 3은 실시예 1-1의 다결정 알루미나 소결체 시편 (두께 0.8 mm)의 UV-VIS 분광 광도계 투과도 곡선 그래프이다.
실시예 1-2 내지 1-12
금속염 농도, 반응 온도, 반응 압력 및 반응 시간을 하기 표 1에 정리한 각각의 해당 조건에 맞춘 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일하게 실시예 1-2 내지 1-12을 실시하여, 각각의 알루미나 복합 분말 및 다결정 알루미나 소결체를 얻었다.
비교예 1-11
비교예 1-11은 알루미나 분말 200 g에 산화 마그네슘을 알루미나 대비 140 ~ 2500 ppm이 되도록 첨가하여 증류수 중에서 24시간동안 습식 밀링 및 혼합한 후 동결건조하여 단순한 산화 마그네슘 및 알루미나의 혼합 분말을 얻고, 이를 동결 건조 및 600 ℃에서 열처리하고 냉간 등압 성형기에서 디스크 혹은 사각형으로 성형한 후 소결하여 비교예의 소결체를 제조하였다. 도 4는 실시예 1-2의 다결정 알루미나 소결체 시편 (두께 0.8 mm)을 UV-VIS 분광 광도계 투과도 곡선 그래프이다.
실시예의 첨가제 조성 및 첨가량, 다결정 알루미나 소결체의 소결 온도
실시예 번호 첨가제 성분 첨가제 조성 (몰비) 첨가량 (ppm) 소결 온도 (℃)
1-1 Mg 1 500 1780
1-2 Dy:Al:Mg 2:2:1 500 1780
1-3 Dy:Al:Mg 2:2:1 600 1780
1-4 Dy:Al:Mg 2:2:1 700 1780
1-5 Dy:Al:Mg 2:2:1 1000 1750
1-6 Dy:Al:Mg 2:2:1 2500 1780
1-7 Dy:Y:Al 2:3:5 140 1800
1-8 Dy:Y:Al 2:3:5 500 1800
1-9 Dy:Y:Al 2:3:5 2500 1800
1-10 Dy:Y:Mg:Ti 2:3:2:3 140 1800
1-11 Dy:Y:Mg:Ti 2:3:2:3 500 1800
1-12 Dy:Y:Mg:Ti 2:3:2:3 2500 1800
비교예의 첨가제 조성 및 첨가량, 다결정 알루미나 소결체의 소결 온도
비교예 번호 첨가제 성분 첨가제 조성 (몰비) 첨가량 (ppm) 소결 온도 (℃)
1 Mg 1 140 1650
2 Mg 1 500 1650
3 Mg 1 2500 1650
4 Mg 1 140 1700
5 Mg 1 500 1700
6 Mg 1 2500 1700
7 Mg 1 140 1750
8 Mg 1 500 1750
9 Mg 1 2500 1750
10 Mg 1 500 1800
11 Mg 1 2500 1800
실시예 및 비교예의 다결정 알루미나 소결체의 에 따른 다결정 알루미나의 파장에 따른 광투과도
번호 광투과도 (%)
400 nm 850 nm 1500 nm 2000 nm
실시예 1-1 25.2 35.8 49.5 55.7
실시예 1-2 36.8 49.6 59.1 63.4
실시예 1-3 33.8 45.8 55.0 59.5
실시예 1-4 30.4 41.1 53.7 59.1
비교예 1 0.9 1.9 4.2 18.8
비교예 2 0.6 2.9 10.2 32.6
비교예 3 1.1 3.4 9.1 30.2
비교예 4 0.6 2.4 10.9 33.4
비교예 5 0.9 7.6 22.6 47.8
비교예 6 1.7 6.7 17.6 41.8
비교예 7 18.2 29.4 32.4 49.3
비교예 8 2.3 6.8 15.3 37.3
비교예 9 2.8 7.3 15.3 36.1
비교예 10 8.4 17.7 22.4 40.6
비교예 11 4.1 7.7 15.3 36.9
도 5는 다결정 알루미나 소결체 시편의 광투광성을 보여주는 사진이다. A는 비교예 7, B는 실시예 1-1, C는 실시예 1-2, D는 실시예 1-3, E는 실시예 1-4에서 제조한 다결정 알루미나 소결체이다. 도 5에서 볼 수 있듯이, 비교예에 비하여 본 발명의 실시예에 다른 소결체의 광투과성이 우수함을 확인할 수 있다.

Claims (18)

  1. 코어-쉘 구조의 알루미나 복합 분말에 있어서, 상기 코어는 알루미나를 포함하고, 상기 쉘은 상기 코어의 표면에 화학적으로 결합한 입자 형태의 금속 첨가제들로 이루어진 나노입자층이고,
    상기 코어 대비 상기 금속 첨가제의 질량비는 10 내지 5000 PPM인 것이며,
    상기 금속 첨가제는, MgO, 이성분계 산화물 및 다성분계 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나이고,
    상기 이성분계 산화물은 RO-R2O3계, R2O3-RO2계 및 RO-RO2계로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나이고,
    상기 다성분계 산화물은 RO-R2O3-RO2인 것이고,
    상기 R은, Zr, Y, Lu, La, Ta, Th, Zn, Co, Ni, Cd, Mn, Ca, Ba, Cr, Mg, In, Sn, Fe, Ru, Rh, V, Ce, Mo, W, Nb, Hf, Ta, Re, Os, Ge, Sb, Se, Te, Sr, Cs, Al, Sc, Cu, Ti, Dy, Ga, Gd, Pr, Sm, Ho, Lu, Tb, Eu, Er 및 Yb로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것인, 다결정 알루미나 소결체용 알루미나 복합 분말.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 알루미나 복합 분말의 형태가 구(sphere), 파이버(fiber), 시트(sheet), 와이어(wire), 다발(bundle), 입방정(cubic) 또는 피라미드(pyramidal)의 형상인 것인, 다결정 알루미나 소결체용 알루미나 복합 분말.
  6. 제1항 또는 제5항의 알루미나 복합 분말을 포함하는 시트, 필름, 과립, 볼, 디스크, 실린더 또는 하니컴 형태의 다결정 알루미나 소결체.
  7. (a) 금속 첨가제 전구체를 유기용매에 분산시켜 분산용액을 형성하는 단계;
    (b) 알루미나 분말을 상기 분산용액에 도입하여 혼합용액을 형성하는 단계;
    (c) 상기 혼합용액을 초임계 상태로 제어하여 상기 알루미나에 금속 첨가제가 화학적으로 결합한 코어-쉘 구조의 알루미나 복합 분말을 포함하는 용액을 형성하는 단계; 및
    (d) 단계 (c)의 용액으로부터 상기 알루미나 복합 분말을 분리하는 단계를 포함하는 알루미나 복합 분말의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 단계 (c)에서 초임계 또는 아임계 이산화탄소를 주입하여 상기 알루미나와 상기 금속 첨가제의 화학적 결합을 촉진하는 것인 알루미나 복합 분말의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 금속 첨가제 전구체는 금속의 불화염, 염화염, 질산염, 황산염, 탄산염, 아세트산염, 금속 수화물 및 금속 착화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것인 알루미나 복합 분말의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 금속 첨가제는 MgO, 이성분계 산화물 및 다성분계 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나이고,
    상기 이성분계 산화물은 RO-R2O3계, R2O3-RO2계 및 RO-RO2계로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나이고,
    상기 다성분계 산화물은 RO-R2O3-RO2인 것이고,
    상기 R은, Zr, Y, Lu, La, Ta, Th, Zn, Co, Ni, Cd, Mn, Ca, Ba, Cr, Mg, In, Sn, Fe, Ru, Rh, V, Ce, Mo, W, Nb, Hf, Ta, Re, Os, Ge, Sb, Se, Te, Sr, Cs, Al, Sc, Cu, Ti, Dy, Ga, Gd, Pr, Sm, Ho, Lu, Tb, Eu, Er 및 Yb로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것인 알루미나 복합 분말의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 유기용매는 1종 이상의 C1-C10 알코올을 포함하는 것인 알루미나 복합 분말의 제조방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 유기용매는 금속 첨가제 전구체 1 몰 대비 0.01 내지 10 몰의 2차 또는 3차 알코올 공용매를 더 포함하는 것인 알루미나 복합 분말의 제조방법.
  13. 제7항에 있어서, 상기 분산용액 중 금속 첨가제 전구체의 농도는 1×10-10 내지 5 mol/L인 것인 알루미나 복합 분말의 제조방법.
  14. 제7항에 있어서, 단계 (c)는 온도 30 ~ 400 ℃, 압력 5 ~ 50 MPa에서 이루어지는 것인 알루미나 복합 분말의 제조방법.
  15. 제7항에 있어서, 상기 혼합용액은,
    금속 첨가제 전구체 1 몰 대비 0.01 내지 20 몰의 염기성 용액 또는 산성 용액, 금속 첨가제 전구체 1 몰 대비 0.01 내지 10 몰의 환원제 또는 산화제, 방향족 탄화수소 및 촉진 가스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것이고,
    상기 촉진 가스는 암모니아, 질소, 메탄, 헬륨 및 아르곤으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것인 알루미나 복합 분말의 제조방법.
  16. 제7항에 있어서, 상기 알루미나 복합 분말의 형태가 구(sphere), 파이버(fiber), 시트(sheet), 와이어(wire), 다발(bundle), 입방정(cubic) 또는 피라미드(pyramidal)의 형상인 것인 알루미나 복합 분말의 제조방법.
  17. 제7항에 있어서, 단계 (d) 이후에, 진공, 상압 또는 가압 조건에서의 고온 열처리 단계를 더 포함하는 것인 알루미나 복합 분말의 제조방법.
  18. 제7항 내지 제17항 중 어느 하나의 방법에 의하여 제조된 알루미나 복합 분말을 소결하여 시트, 필름, 과립, 볼, 디스크, 실린더 또는 하니컴의 형태의 소결체를 제조하는 것인 다결정 알루미나 소결체의 제조방법.
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