KR101951799B1 - 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조 방법 및 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칭량된 산화이트륨(Y2O3)에 소결 첨가제를 혼합하여 혼합 원료를 만드는 원료 혼합 단계, 상기 혼합 원료를 방전 플라즈마 처리하여 소결체를 만드는 소결 단계 및 상기 방전 플라즈마 처리된 소결체를 열처리하는 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조 방법 및 제조 장치{METHOD AND APPARATUS TO FABRICATE POLYCRYSTAL TRANSPARENT YTTRIUM OXIDE CERAMIC}
본 발명은 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 소결법을 이용하여 소결 첨가제가 포함된 혼합 원료를 소결하기 때문에 짧은 시간에 높은 투과율의 다결정 투명 산화이트륨 세라믹을 제조할 수 있는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
최근 들어, 다결정 투명 이트리아 세라믹의 사용이 증가되고 있다. 다결정 투명 이트리아 세라믹은 투광성, 내플라즈마성, 내식성 등이 우수하기 때문에 반도체 제조 장치나 광학용 부재에 널리 사용되고 있는 실정이다.
이러한 다결정 투명 이트리아 세라믹을 제조하기 위한 종래의 방법으로는, 열압기를 이용한 방법, 열간 정수압 소결법, 상압소결 방전 플라즈마 소결법 등이 있다.
이 중 열압기를 이용한 방법에 의하면, 예를 들면 Q. L. Lin의 논문인 "Fabrication of Transparent Lanthanum-Doped Yttria Ceramics by Combination of Two-Step Sintering and Vacuum Sintering"에 공개된 것처럼, 3단계의 소결 단계를 거쳐 다결정 투명 이트리아 세라믹을 제조되었다. 부연하면, 용액 기반의 방법을 이용하여 합성한 Y2O3 분말을 이용하여 출발 물질을 1450℃까지 첫 번째 소결하고 이어서 900℃ 에서 20 시간 소결하였다. 이어서, 1700℃에서 4 시간 상압 소결하여 이트리아 세라믹을 제조하는 것이다.
한편, 열간 정수압 소결법이 적용되는 경우, 역시 2 단계의 소결 과정을 통해 예를 들면 1000nm에서 75%의 투과율을 갖는 이트리아 세라믹이 제조되었다. 이는, 상압 소결 방전 플라즈마 소결법의 경우도 마찬가지여서, 다단계의 소결을 통해 이트리아 세라믹을 제조할 수 있었다.
그런데, 전술한 종래의 다결정 투명 이트리아 세라믹의 제조 방법에 있어서는, 2 내지 3단계의 소결 단계가 이루어져야만 하는 과정상의 복잡함이 있었으며, 아울러 수 시간 많게는 20시간 정도의 소결을 진행해야 했었고, 또한 매우 높은 소결 온도를 필요로 하였기 때문에, 다결정 투명 이트리아 세라믹을 제조하는 과정이 쉽지 않았고, 공정의 효율성이 높지 않은 한계가 있었다.
이에, 다결정 투명 이트리아 세라믹의 제조 과정을 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있으면서도 제품의 품질을 유지시킬 수 있는 새로운 구성의 다결정 이트리아 세라믹의 제조 방법이 요구되는 실정이다.
본 발명은 플라즈마 소결법을 이용하여 소결 첨가제가 포함된 혼합 원료를 소결하기 때문에 짧은 시간에 높은 투과율의 다결정 투명 산화이트륨 세라믹을 제조할 수 있음은 물론, 원료의 입성장을 억제함으로써 제조되는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 치밀도를 증대시킬 수 있는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 소결을 위한 단계가 다단계로 이루어진 것이 아니라 방전 플라즈마 처리에 의해 혼합 원료를 소결하는 단 하나의 단계로 이루어지기 때문에 제조 과정의 효율성을 얻을 수 있는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 투명 산화이트륨 세라믹 제조방법은, 칭량된 산화이트륨(Y2O3)에 소결 첨가제를 혼합하여 혼합 원료를 만드는 원료 혼합 단계, 상기 혼합 원료를 방전 플라즈마 처리하여 소결체를 만드는 소결 단계 및 상기 방전 플라즈마 처리된 소결체를 열처리하는 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 원료 혼합 단계는 0.5 내지 2mol%의 산화란타넘(La2O3)을 포함하는 소결 첨가제를 혼합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 소결 단계는 직류 전류를 상기 혼합 원료에 인가하여 상기 혼합 원료에 방전 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 소결 단계는 80 내지 120℃/h의 승온속도로 1600 내지 1650℃에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 소결 단계는 5 내지 10분 동안 30 내지 40MPa의 진공 분위기에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 열처리 단계는 4 내지 5시간 동안 900 내지 1100℃의 산소 분위기에서 열처리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조방법은 상기 열처리 단계에 의해 열처리된 상기 소결체를 설정된 두께로 연마하는 연마 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 연마 단계는 상기 소결체를 0.5 내지 1.5mm의 두께를 갖는 세라믹 시편으로 연마하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 세라믹 시편은 상대밀도가 99% 이상이며, 700nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 75 내지 80%이고, 경도가 7.5GPa 이상인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다결정 투명 산화이트륨 세라믹 제조장치는 칭량된 산화 이트륨(Y2O3)에 소결 첨가제를 혼합하여 혼합 원료를 만드는 원료 혼합부, 상기 혼합 원료를 방전 플라즈마 처리하여 소결체를 만드는 방전 플라즈마 처리부 및 방전 플라즈마 처리된 상기 소결체를 열처리하는 열처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 소결 첨가제는 0.5 내지 2mol%의 산화 란타넘(La2O3)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 방전 플라즈마 처리부는 상기 혼합 원료를 이루는 분말이 놓이는 소결 다이, 상기 소결 다이의 양측에 배치되어 상기 혼합 원료에 압력 또는 전류를 가하는 가압부재, 상기 가압부재에 장착되어 전류를 가하도록 하는 전극, 상기 혼합 원료를 고온으로 소결할 때 상기 혼합 원료가 열에 의해 손상되는 것을 막기 위해 냉각수가 순환되는 냉각 챔버, 상기 직류 전류를 발생시켜 상기 전극에 인가하는 전류 제너레이터 및 상기 가압부재를 선형 구동시키는 구동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 방전 플라즈마 처리부는 직류 전류를 상기 혼합 원료에 인가하여 상기 혼합 원료에 방전 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 다결정 투명 산화이트륨 세라믹 제조장치는 상기 열처리부에 의해 열처리된 상기 소결체를 설정된 두께로 연마하는 연마부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 플라즈마 소결법을 이용하여 소결 첨가제가 포함된 혼합 원료를 소결하기 때문에 짧은 시간에 높은 투과율의 다결정 투명 산화이트륨 세라믹을 제조할 수 있음은 물론, 원료의 입성장을 억제함으로써 제조되는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 치밀도를 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 소결을 위한 단계가 다단계로 이루어진 것이 아니라 방전 플라즈마 처리에 의해 혼합 원료를 소결하는 단 하나의 단계로 이루어지기 때문에 제조 과정의 효율성을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조 방법의 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제조 방법을 실행하는 제조 장치 중 방전 플라즈마 처리부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 방전 플라즈마 처리부에 의해 혼합 원료에 방전 플라즈마 처리가 이루어지는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 제조 방법의 소결 단계 및 열처리 단계를 거친 시편의 투명도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 제조 방법에 의해 제조된 세라믹 시편의 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 1에 도시된 제조 방법의 소결 단계 시 첨가되는 소결 첨가제의 양에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조 방법의 순서도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제조 방법을 실행하는 제조 장치 중 방전 플라즈마 처리부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 방전 플라즈마 처리부에 의해 혼합 원료에 방전 플라즈마 처리가 이루어지는 것을 도시한 도면이며, 도 4는 도 1에 도시된 제조 방법의 소결 단계 및 열처리 단계를 거친 시편의 투명도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 1에 도시된 제조 방법에 의해 제조된 세라믹 시편의 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 나타낸 그래프이며, 도 6은 도 1에 도시된 제조 방법의 소결 단계 시 첨가되는 소결 첨가제의 양에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조 방법은, 도 2에 부분적으로 도시된 제조 장치에 의해 의해 이루어지는 것으로서, 칭량된 산화이트륨(Y2O3)에 소결 첨가제를 혼합하여 혼합 원료를 만드는 원료 혼합 단계(S100)와, 혼합 원료를 방전 플라즈마 처리하여 소결체를 만드는 소결 단계(S200)와, 방전 플라즈마 처리된 소결체를 열처리하는 열처리 단계(S300)와, 열처리된 소결체를 설정된 두께의 세라믹 시편으로 연마하는 연마 단계(S400)를 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 플라즈마 소결법을 이용하기 때문에, 열압기를 이용한 방법 등과 같은 종래의 방법에 비해서 짧은 시간에 높은 투과율의 다결정 투명 산화이트륨 세라믹을 제조할 수 있고, 아울러 제조되는 투명 세라믹의 입성장을 억제함으로써 세라믹의 치밀도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 각각의 단계를 설명하면서, 각 단계에 적용되는 장치의 구성에 대해서 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 본 실시예의 원료 혼합 단계(S100)는, 도시하지는 않았지만 원료 혼합부(미도시)를 이용하여 칭량된 산화이트륨에 소결 첨가제를 혼합하여 혼합 원료를 만드는 단계이다.
이러한 원료 혼합 단계(S100) 시, 산화이트륨에 혼합되는 소결 첨가제의 종류 및 양이 매우 중요하다. 본 실시예의 경우, 소결 첨가제는 0.5 내지 2mol%, 바람직하게는 0.5 내지 1mol%의 산화란타넘(La2O3)을 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이러한 산화란타넘으로 인해 허용범위 투과율 이상의 투과율을 갖는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹을 제조할 수 있음은 물론 제조되는 세라믹의 입성장을 억제하여 세라믹의 치밀도를 향상시킬 수 있다.
다음은 소결 첨가제에 포함된 산화란타넘의 농도에 따른 투과율을 나타낸 표이다. 그리고 도 6은 하기 표 1을 나타낸 그래프이다.
산화란타넘 농도 투과율
0mol% 45.31%
0.3mol% 69.3%
0.5mol% 77.17%
0.7mol% 81.31%
1.0mol% 73.94%
1.5mol% 72.02%
2.0mol% 71.58%
3.0mol% 68.72%
5.0mol% 42.65%
7.0mol% 21.22%
표 1 및 도 6을 통해, 0.5 내지 1.0 mol%의 산화란타넘이 소결 첨가제에 포함되는 경우, 혼합 원료로 제조될 산화이트륨 세라믹의 투과율이 허용범위 투과율인 70% 이상이 됨을 확인할 수 있다. 상기 범위를 조금 넘거나 미치지 못하는 경우에도 허용범위 투과율을 만족시키는 것을 확인할 수 있지만, 0.5 내지 2mol%, 바람직하게는 0.5 내지 1mol%에서 특히 두드러지게 향상된 투과율을 나타내므로, 이 범위의 산화란타넘을 소결 첨가제로 적용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 실시예의 소결 단계(S200)는, 방전 플라즈마 처리부(100)를 이용하여, 혼합 원료(101)를 방전 플라즈마 처리하여 소결체를 만드는 단계이다.
이러한 방전 플라즈마 처리부(100)에 의해서 혼합 원료(101)에 방전 플라즈마 소결법이 적용되는데, 이 소결법은 직류 전류를 소결 대상인 혼합 원료(101)에 흐르게 하여 입자(101a)들 사이에 발생하는 고온의 방전 플라즈마 및 그래파이트 몰드에 흐르는 전류에 의한 줄(Joule) 열에 의해 소결을 행하는 것이다.
이러한 소결법이 적용되는 경우, 저온에서 2000℃ 이상의 고온 영역에 이르기까지 빠른 시간 내에 온도 제어가 가능하고, 방전 플라즈마의 발생에 따른 입자간의 넥(neck) 형성을 촉진시킬 수 있고, 결정립 표면 정화 작용, 열확산 효과, 전체 확산 효과 등으로 종래의 소결법에 비해 저온에서 매우 짧은 시간 내에 완전 소결을 이룰 수 있다.
다시 말해, 종래의 경우에는 다단계로 진행되면서도 장시간이 걸렸던 소결법이 적용되었지만, 본 실시예의 방전 플라즈마 처리부에 의한 소결법은 하나의 단계(S200)로 소결이 이루어짐은 물론 짧은 시간이 소요됨으로써 제조 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방전 플라즈마 처리부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 혼합 원료(101)가 놓이는 소결 다이(110)와, 소결 다이(110)의 양측에 배치되어 혼합 원료(101)에 압력 및 전류를 가하는 가압부재(120)와, 가압부재(120)에 장착되어 전류를 가하도록 하는 전극(130)과, 혼합 원료(101)를 고온으로 소결할 때 혼합 원료(101)가 열에 의해 손상되는 것을 막기 위해 냉각수가 순환되는 냉각 챔버(140)와, 직류 전류를 발생시키는 전류 제너레이터(150)와, 가압부재(120)를 선형 구동시키는 구동부재(160)와, 상기 구성들을 선택적으로 제어하는 컨트롤러(170) 및 계측기(180) 등을 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 소결 다이(110)에 놓인 혼합 원료(101)에 전류 및 압력을 가할 수 있다. 도 3을 참조하면, 전류 제너레이터(150)로부터 인가된 직류 전류가 혼합 원료(101)의 입자(101a)에 전달되어, 소결 단계(S200)에서 입자(101a) 간에 효과적인 방전 플라즈마를 형성할 수 있고, 이 때 국부적인 고온 영역(101s)이 형성된다. 아울러, 입자 간에 이미 넥(101b, neck)이 형성된 부분에서 줄(Joule) 열에 의한 고온 영역(101s)이 형성되고, 아울러 가압부재(120)가 혼합 원료(101)를 양측에서 가압하여 플라스틱 플로우(plastic flow)가 발생될 수 있다.
바람직하게, 소결 단계(S200) 시 적용되는 방전 플라즈마 소결법의 특징은 직류 전류를 사용한다는 것이다. 직류 전류가 혼합 원료(101)의 입자(101a)를 통해 흐르는 전류 경로를 꾸준히 변화시켜줌으로써 방전 플라즈마를 지속적으로 형성시킬 수 있고, 또한 방전 플라즈마 형성 지점을 고르게 분산시킬 수 있다.
또한, 방전 플라즈마 소결법이 적용됨으로써 에너지 효율이 매우 높고, 빠른 승온이 가능하며, 혼합 원료(101)는 전체적으로 균등하게 가열될 수 있다. 예를 들면, 소결 단계(S200) 시, 방전 플라즈마 처리에 의한 혼합 원료(101)의 소결이 80 내지 120℃/h, 바람직하게 약 100℃/h의 승온속도로 1600℃ 내지 1650℃에서 이루어질 수 있는 것이다.
또한, 가압부재(10)에 의한 스파크 임팩트(spark impact) 가압 및 줄(Joule) 가열 및 전기장도 꾸준히 형성됨으로써 혼합 원료(101)가 소결체로 소결되는 것을 촉진시킬 수 있다. 아울러, 난소결성을 갖는 재료에 대해서도 소결에 매우 우수한 특성을 가질 수 있다.
바람직하게, 소결 단계(S200) 시, 방전 플라즈마 처리에 의한 상기 혼합 원료(101)의 소결은 5 내지 10분간 30 내지 40MPa의 진공 분위기에서 이루어질 수 있다.
한편, 도 4a를 참고하면, 소결 처리가 완료된 소결체의 시편은 아직 투명보다는 반투명에 가깝다. 이는 소결 단계(S200)가 HP(hot pressing) 공정과 마찬가지로 강한 환원제인 소결 다이(110) 내에서 이루어지기 때문에 소결체 내에 탄소가 존재하기 쉬울 뿐만 아니라 방전 플라즈마 및 전기장의 발생으로 인해 산소 공공(vacancy)이 발생되기 쉽다. 이렇게 발생된 산소 공공 또는 이온은 전기장에 의해서 확산이 촉진되기 때문에 전술한 것처럼 빠른 소결을 할 수 있도록 하지만, 재료 내의 탄소 및 산소 공공으로 인해 투명도에 상당한 영향을 끼칠 수 있게 된다.
그런데, 본 실시예의 경우, 열처리 단계(S300)를 거침으로써 제조된 소결체의 투명도를 증대시킬 수 있다. 소결 처리된 소결체의 시편을 열처리하는 경우 산소 공공 농도를 크게 감소시키기 때문에, 도 4b에 도시된 것처럼, 투명도를 향상시킬 수 있는 것이다. 그런데, 열처리 단계(S300) 시 열처리(어닐링) 온도가 너무 높을 경우, 산소 결손의 조합 및 기공의 크기 증가로 인해 투과율을 감소시킬 수 있으므로 적절한 온도에서의 열처리가 이루어져야 한다. 예를 들면, 1000 내지 1600℃에서 약 4 내지 5 시간 동안 산소 분위기에서 열처리 단계(S300)가 실행될 수 있다.
한편, 본 실시예의 연마 단계(S400) 시, 연마부(미도시)를 이용해서 열처리 단계(S300)에 의해 열처리된 소결체를 설정된 두께의 시편으로 연마할 수 있다. 예를 들면, 연마 단계(S400)를 통해 어닐링된 소결체를 0.5 내지 1.5mm, 바람직하게 약 1mm의 두께를 갖는 세라믹 시편으로 연마할 수 있는 것이다. 연마 단계(S400)를 거친 세라믹 시편의 상대밀도는 99%, 보다 바람직하게는 99.02% 이상이다.
또한, 도 5에 도시된 것처럼, 700nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 75 내지 80%이고, 세라믹 시편의 경도는 7.5GPa 이상이 된다. 즉, 전술한 단계들을 거쳐 제조되는 본 실시예의 다결정 투명 산화이트륨 세라믹은 허용범위 투과율 이상의 투과율을 가짐은 물론 경도를 갖는다는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 플라즈마 소결법을 이용하여 소결 첨가제가 포함된 혼합 원료(101)를 소결하기 때문에 짧은 시간에 높은 투과율의 다결정 투명 산화이트륨 세라믹을 제조할 수 있음은 물론, 원료의 입성장을 억제함으로써 제조되는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 치밀도를 증대시킬 수 있다.
또한, 전술한 것처럼, 소결을 위한 단계가 다단계로 이루어진 것이 아니라 방전 플라즈마 처리에 의해 혼합 원료(101)를 소결하는 단 하나의 단계로 이루어지기 때문에 제조 과정의 효율성을 얻을 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 방전 플라즈마 처리부
110 : 소결 다이
120 : 가압부재
130 : 전극
140 : 냉각 챔버
150 : 전류 제너레이터
160 : 구동부재
170 : 컨트롤러
S100 : 원료 혼합 단계
S200 : 소결 단계
S300 : 열처리 단계
S400 : 연마 단계

Claims (14)

  1. 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조방법에 있어서,
    칭량된 산화이트륨(Y2O3)에 소결 첨가제를 혼합하여 혼합 원료를 만드는 원료 혼합 단계;
    상기 혼합 원료를 방전 플라즈마 처리하여 소결체를 만드는 소결 단계; 및
    상기 방전 플라즈마 처리된 소결체를 열처리하는 열처리 단계;
    를 포함하고,
    상기 원료 혼합 단계는,
    0.5 내지 2mol%의 산화란타넘(La2O3)을 포함하는 소결 첨가제를 혼합하고,
    상기 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 투과율이 70% 이상인 것을 특징으로 하며,
    상기 소결 단계는,
    직류 전류를 상기 혼합 원료에 인가하여 상기 혼합 원료에 방전 플라즈마 처리하고, 80 내지 120℃/h의 승온속도로 1600 내지 1650℃에서 5 내지 10분 동안 30 내지 40MPa의 진공 분위기에서 이루어지고,
    상기 열처리 단계는,
    4 내지 5시간 동안 900 내지 1100℃의 산소 분위기에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열처리 단계에 의해 열처리된 상기 소결체를 설정된 두께로 연마하는 연마 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연마 단계는,
    상기 소결체를 0.5 내지 1.5mm의 두께를 갖는 세라믹 시편으로 연마하는 것을 특징으로 하는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 세라믹 시편은,
    상대밀도가 99% 이상이며,
    700nm 파장의 광에 대한 전광선 투과율이 75 내지 80%이고,
    경도가 7.5GPa 이상인 것을 특징으로 하는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 제조방법.
  10. 다결정 투명 산화이트륨 세라믹을 제조하기 위한 제조장치에 있어서,
    칭량된 산화 이트륨(Y2O3)에 소결 첨가제를 혼합하여 혼합 원료를 만드는 원료 혼합부;
    상기 혼합 원료를 방전 플라즈마 처리하여 소결체를 만드는 방전 플라즈마 처리부; 및
    방전 플라즈마 처리된 상기 소결체를 열처리하는 열처리부;
    를 포함하고,
    상기 소결 첨가제는 0.5 내지 2mol%의 산화 란타넘(La2O3)을 포함하고,
    상기 다결정 투명 산화이트륨 세라믹의 투과율이 70% 이상인 것을 특징으로 하며,
    소결 단계는,
    직류 전류를 상기 혼합 원료에 인가하여 상기 혼합 원료에 방전 플라즈마 처리하고, 80 내지 120℃/h의 승온속도로 1600 내지 1650℃에서 5 내지 10분 동안 30 내지 40MPa의 진공 분위기에서 이루어지고,
    상기 열처리 단계는,
    4 내지 5시간 동안 900 내지 1100℃의 산소 분위기에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹 제조장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 방전 플라즈마 처리부는,
    상기 혼합 원료를 이루는 분말이 놓이는 소결 다이;
    상기 소결 다이의 양측에 배치되어 상기 혼합 원료에 압력 또는 전류를 가하는 가압부재;
    상기 가압부재에 장착되어 전류를 가하도록 하는 전극;
    상기 혼합 원료를 고온으로 소결할 때 상기 혼합 원료가 열에 의해 손상되는 것을 막기 위해 냉각수가 순환되는 냉각 챔버;
    직류 전류를 발생시켜 상기 전극에 인가하는 전류 제너레이터; 및
    상기 가압부재를 선형 구동시키는 구동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹 제조장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 방전 플라즈마 처리부는 직류 전류를 상기 혼합 원료에 인가하여 상기 혼합 원료에 방전 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 하는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹 제조장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 열처리부에 의해 열처리된 상기 소결체를 설정된 두께로 연마하는 연마부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 투명 산화이트륨 세라믹 제조장치.
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