KR20170109515A - Porous silicon nitride sintered body and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소결 조제의 균일 분산 및 상기 소결 조제 첨가량 제어를 통해 기공 및 굴곡 강도가 제어된 다공성 질화규소 소결체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a porous silicon nitride sintered body having controlled pore and bending strength through uniform dispersion of a sintering auxiliary agent and control of addition amount of the sintering auxiliary agent, and a method for manufacturing the same.
세라믹 물질은 금속에 비하여 내열성과 경도가 높으며 비중이 낮고, 화학적 안정성이 우수하여 기계 구조용 재료로 적합한 특성을 지니고 있다. 그러나, 세라믹 물질이 지니고 있는 고유의 취성으로 인하여 다양한 분야에 적용하기에는 많은 제약이 있었다. 그럼에도 불구하고 질화규소(Silicon Nitride, Si3N4)나 탄화규소(Silicon Carbide, SiC)와 같은 비산화물계의 세라믹 물질은 강도가 높고, 내열충격성이 좋기 때문에 구조 세라믹스로 각광을 받게 되었다. Ceramic materials have higher heat resistance and hardness, lower specific gravity and better chemical stability than metals, and are suitable for mechanical structural materials. However, due to the inherent brittleness of the ceramic material, there are many limitations to apply to various fields. Nevertheless, non-oxide ceramic materials such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) and silicon carbide (SiC) have been attracting attention as structural ceramics because of their high strength and good thermal shock resistance.
이 중 질화규소는 여러 가지 특성들이 다른 세라믹 소재들에 비해 서로 균형을 이루고 있고, 출발원료, 소결첨가제 및 제조공정을 변화시킴으로써 용도에 따라 다양한 특성을 갖는 세라믹스를 제조하는 것이 가능하기 때문에 각광을 받고 있다.Among these, silicon nitride is in the spotlight because various characteristics are balanced with each other as compared with other ceramic materials, and it is possible to manufacture ceramics having various properties according to the use by changing starting materials, sintering additive and manufacturing process .
질화규소는 자연적으로 발견되지 않는 화합물로써, 금속인 규소(Si)와 비금속인 질소(N)간의 화학적 반응에 의해 인공적으로 합성되며, 1859년 Deville과 Wohler에 의해 최초로 보고되었다. Silicon nitride is a naturally occurring compound that is artificially synthesized by a chemical reaction between silicon (Si), a metal, and nitrogen (N), a nonmetal, first reported by Deville and Wohler in 1859.
질화규소 세라믹 소재는 높은 공유결합 안정성을 바탕으로 하여 1950년에 내화재료로의 초기 응용이 시도되었으며, 용융금속에 대한 탁월한 안정성을 바탕으로 하여 열전대의 보호관으로 적용되었다. 1960년대에는 고온 구조재료로의 적용에 대한 시도들이 이어졌고, 열충격 저항성이 요구되는 가스터빈이니 피스톤 등의 엔진부품에 적용하려는 연구가 활발하게 이어지며, 질화규소에 대한 전반적인 이해도가 급격하게 높아지는 시기가 되었다.Silicon nitride ceramics were first applied to refractory materials in 1950 based on their high covalent bonding stability and were applied as protective tubes for thermocouples based on their excellent stability to molten metals. In the 1960s, attempts were made to apply to high-temperature structural materials, and studies to apply to engine parts such as gas turbines and pistons, which require thermal shock resistance, have been vigorously conducted, and the overall understanding of silicon nitride has been rapidly increasing .
전술한 바와 같이 질화규소의 우수한 기계적 물성 및 열충격 저항특성으로 고온 구조재료 뿐만 아니라 다공성 질화규소 소결체 제조를 통해 여과용 필터, 촉매 담체, 단열재, 바이오 소재, 디젤 차량의 미세 먼지를 걸러내는 필터 등으로 상용되기에 유망한 소재이다. 기공도 제어를 통해 유전 물성 제어가 가능하며, 전술한 바와 같이 필터 등의 응용 이외에 고속, 고온 환경에서 운용하는 전파 송수신용 디바이스를 보호하는 전파 투과 창(window)으로도 활용이 가능하다. As described above, the excellent mechanical properties and thermal shock resistance characteristics of silicon nitride are used as filtration filters, catalyst supports, heat insulating materials, biomaterials, and filters for filtering fine dusts of diesel vehicles through the production of porous silicon nitride sintered bodies as well as high- Is a promising material. The dielectric property can be controlled through the porosity control. In addition to the application of the filter and the like as described above, it is also possible to use it as a radio wave transmission window for protecting a device for transmitting and receiving radio waves operating in a high-speed and high-temperature environment.
고속, 고온 환경하에서 내구성을 기본적으로 갖춤과 동시에 디바이스 간의 원활한 전파 송수신을 위해 마이크로파 대역의 전파가 전파 투과 창을 투과할 때의 신호 손실이 최소화되어야 한다. 이를 위해서는 안테나 창 소재의 유전 물성 제어가 가장 중요한 설계인자 중 하나이다. The durability is basically provided in a high-speed and high-temperature environment, and at the same time, the signal loss when the microwave band is transmitted through the transmission window must be minimized in order to smoothly transmit and receive signals between the devices. For this purpose, controlling the dielectric properties of the antenna window material is one of the most important design factors.
그러나, 기존 질화규소계 소재에 대한 연구는 미세구조 치밀화를 통한 고강도, 고열전도도, 고온 재료 등의 구조재료로 활용하기 위한 연구가 대부분이었다. 즉, 고강도, 고열전도도, 고온 강도 등의 향상을 위해 많은 양의 소결 조제를 사용하여 가압 소결(Hot pressing), 가스압소결(Gas Pressure Sintering) 등의 고온, 고압 장비를 활용하여 미세구조를 치밀화시키는 연구가 집중되어왔으며, 상대적으로 다공성 질화규소계 소재를 제조하는 방법에 대한 연구는 부족한 실정이다. However, most studies on existing silicon nitride materials have been made to utilize them as structural materials for high strength, high thermal conductivity, and high temperature materials through microstructure densification. In order to improve high strength, high thermal conductivity and high temperature strength, a large amount of sintering aid is used to densify the microstructure by utilizing high temperature and high pressure equipment such as hot pressing and gas pressure sintering Researches have been focused on, and studies on the production of relatively porous silicon nitride materials have been lacking.
세라믹스를 다공체로 제조하는 기술의 예로서, 한국 공개특허 제 10-2015-004512호는 세라믹 성형체에 Poly-acrylonitrile, PMMA(Poly methyl methacrylate), 카본블랙, 전분(starch) 및 폴리스티렌 등의 기공 형성제를 첨가하여 세라믹 성형체를 제조하는 방법을 제공하고 있는데, 이 방법에 따르면 혼합분말 성형체를 1200 ℃ 이상의 온도로 열처리하여 다공체 세라믹을 제조하고 있다. Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-004512 discloses a technique for producing ceramics as a porous article, which comprises a step of adding a pore-forming agent such as polyacrylonitrile, PMMA (poly methyl methacrylate), carbon black, starch and polystyrene The present invention provides a method for producing a ceramic formed body by adding the powdery ceramic powder to a ceramic body.
질화규소계 세라믹스로 다공체를 제조하는 기술로, 상기 기술과 유사하게 X. M. Li(J. Mater. Sci. Technol(28(12), 11551-1156)) 등은 질화규소 성형체에 기공 형성제로 phenolic resin을 첨가하여 1700 ℃ 이상의 온도로 열처리하여 다공체 세라믹을 제조 하고 있다. XM Li (J. Mater. Sci. Technol. (28 (12), 11551-1156)) is a technique for producing a porous article by a silicon nitride-based ceramics in which a phenolic resin is added as a pore- Treated at a temperature of 1700 ° C or higher to produce a porous ceramic.
또, 한국특허 등록번호 10-1372464호는 규소 분말, 분산제, 바인더 및 용매를 혼합하여 슬러리를 제조 후 슬러리를 동결 주조(freeze-casting) 장치를 활용하여 동결 주조 후, 승화 및 열처리를 통해 다공성 질화규소 세라믹을 제조 하고 있다. Korean Patent Registration No. 10-1372464 discloses a method of preparing a slurry by mixing a silicon powder, a dispersant, a binder and a solvent, and then slurry is freeze-cast using a freeze-casting apparatus and then subjected to sublimation and heat treatment to form porous silicon nitride Ceramic is manufactured.
한편, 한국특허 등록번호 10-0994376에는 규소(Si)와 소결조제를 사용하여 성형체를 질소분위기에서 예비소결을 통해 규소를 질화하여 질화규소를 제조하고, 상기 질화규소를 본 소결을 통해 소결하여 다공성 질화규소 세라믹을 제조하고 있다. Korean Patent Registration No. 10-0994376 discloses a method for producing silicon nitride by preliminarily sintering silicon nitride in a nitrogen atmosphere using silicon (Si) and a sintering aid, and sintering the silicon nitride by main sintering to form porous silicon nitride ceramics .
그러나, 상기 방법처럼 기공 형성제를 활용하여 제조된 다공성 질화규소 세라믹은 슬러리 건조시 질화규소 분말과 기공 형성제 간의 밀도 차에 의해 균일한 혼합이 어려워 균일한 기공 분포를 보장할 수 없다. 또한, 기공 형성제를 활용하여 제조된 다공성 질화규소 세라믹은 일관성 있는 공정의 제어가 어려우며, 대형화 공정에 적합하지 않을 수 있다. 한편, 기공 형성제를 제거하기 위해 탈지 공정이라는 열처리 공정을 거쳐야되므로 생산성 측면에서 불리한 면으로 작용한다. However, the porous silicon nitride ceramics prepared by using the pore-forming agent as described above can not ensure uniform pore distribution due to difficulty in uniform mixing due to the difference in density between the silicon nitride powder and the pore-forming agent when the slurry is dried. In addition, the porous silicon nitride ceramics produced by using the pore-forming agent are difficult to control the coherent process and may not be suitable for the enlargement process. On the other hand, in order to remove the pore-forming agent, it is required to undergo a heat treatment process called a degreasing process, which is disadvantageous in terms of productivity.
규소를 이용하여 다공성 질화규소를 제조하는 경우 상기 기술한 바와 같이 예비 소결 및 본 소결의 2단계 열처리가 필요로 하며 이 역시 긴 공정시간이 요구되며 생산성 측면에서 불리한 면으로 작용한다. 다공체 또한 자체적으로 구조적인 강도를 요구하지만 상기 기술된 규소를 이용한 다공성 질화규소 세라믹은 15 MPa의 굴곡 강도를 나타낸다고 보고하였으며, 필터 등으로 사용시 기계적 안정성을 보장할 수가 없다. In the case of producing porous silicon nitride by using silicon, two-step heat treatment of pre-sintering and main-sintering is required as described above, which also requires a long processing time and is disadvantageous in terms of productivity. Although the porous body itself also requires structural strength, porous silicon nitride ceramics using the silicon described above exhibits a flexural strength of 15 MPa, and mechanical stability can not be guaranteed when used with a filter or the like.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기존의 다공성 질화규소 세라믹 제조 공정에 비해 공정이 간단하며, 균일한 기공 분포를 지니며, 우수한 고온 특성 및 기계적 특성을 갖는 다공성 질화규소 세라믹 소결체 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a porous silicon nitride ceramics sintered body having a simple process, a uniform pore distribution, And a method for producing the same.
상기의 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 다공성 질화규소 소결체의 제조 방법은, 질화규소 원료분말에 기공 형성을 위한 소결 조제의 첨가량을 제어하는 단계; 상기 질화규소 원료분말의 균일한 기공 형성을 가능하게 하도록 상기 질화규소 원료분말을 혼합하는 단계; 및 상기 질화규소 원료분말을 불활성 분위기에서 소결하는 단계를 포함한다.In order to solve the above problems, a method of producing a porous silicon nitride sintered body according to the present invention comprises the steps of: controlling the amount of the sintering auxiliary added for pore formation in the silicon nitride raw material powder; Mixing said silicon nitride raw material powder to enable uniform pore formation of said silicon nitride raw material powder; And sintering the silicon nitride raw material powder in an inert atmosphere.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 질화규소 원료분말을 혼합하는 단계는, 상기 질화규소 원료분말 및 소결 조제를 혼합하여 슬러리 제조시, 균일한 물성을 가지는 소결체 제조를 위하여 소결 조제만을 24 시간 이상 볼밀로 혼합하는 단계; 및 상기 혼합된 소결 조제를 상기 질화규소 원료분말과 섞은 후 24시간 이상 볼밀로 혼합하는 단계를 포함하고, 다공성 질화규소 소결체 제조 방법은, 상기 질화규소 원료분말을 혼합하는 단계 및 상기 소결하는 단계 사이에서, 상기 혼합된 소결 조제 및 질화규소 원료분말을 성형하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the step of mixing the silicon nitride raw material powder may be performed by mixing the silicon nitride raw material powder and the sintering auxiliary agent to produce a sintered body having uniform physical properties, Mixing; And mixing the mixed sintering aid with the silicon nitride raw material powder and mixing the mixture with a ball mill for 24 hours or more. The method of manufacturing a porous silicon nitride sintered body according to any one of
상기 슬러리의 분산제는, 아크릴계 수지, 폴리카르복실산 염, 유기 고분자 계면활성제 중 적어도 하나 이고, 바인더로서는, 폴리 비닐 부틸 수지, 폴리 비닐 알코올 수지, 폴리에스테르계 수지, 스테아르산 수지 중 적어도 하나일 수 있다. The dispersing agent of the slurry is at least one of an acrylic resin, a polycarboxylic acid salt and an organic polymer surfactant, and the binder may be at least one of a polyvinylbutyl resin, a polyvinyl alcohol resin, a polyester resin and a stearic resin have.
상기 혼합 원료를 성형하는 단계에서, 성형하는 방법은, 습식 성형법, 일축성형법 및 냉간정수압성형법 중 하나의 성형 방식이고, 상기 습식 성형법은, 슬립캐스팅, 가압슬립캐스팅 및 젤캐스팅 중 하나일 수 있다.In the step of molding the mixed raw material, the molding method may be one of a wet molding method, a uniaxial molding method and a cold isostatic pressing method, and the wet molding method may be one of slip casting, pressure slip casting and gel casting.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 상기 질화규소 원료분말을 소결하는 단계에서, 열처리 온도는 1700 ℃이상 1800 ℃이하이고, 최고 온도에 도달하기까지의 승온 속도는 0.5 ℃/min이상이고, 2.0 ℃/min이하일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the step of sintering the silicon nitride raw material powder, the heat treatment temperature is in the range of 1700 DEG C to 1800 DEG C, the rate of temperature rise to the maximum temperature is 0.5 DEG C / min or more, / min. < / RTI >
본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 의하면, 상기 소결 조제는 Al, Mg, Si, 란탄계 금속(Y, La, Ce, Sm, Er, Yb, Lu)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종의 단일 분말 또는 2종 이상의 혼합 분말이다.According to another embodiment of the present invention, the sintering assistant comprises one single powder selected from the group consisting of Al, Mg, Si, lanthanide metal (Y, La, Ce, Sm, Er, Yb and Lu) Or two or more mixed powders.
상기 소결 조제는 Al, Mg, Si, 란탄계 금속(Y, La, Ce, Sm, Er, Yb, Lu) 중 적어도 하나의 성분이 포함된 산화물, 염화물, 질산염 및 초산염 중 하나의 화합물이다.The sintering aid is one of oxides, chlorides, nitrates and nitrates of at least one of Al, Mg, Si, lanthanide metals (Y, La, Ce, Sm, Er, Yb and Lu).
본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 의하면, 상기 소결 조제 함량은 상기 질화규소 원료분말 및 소결 조제의 총합의 1 wt.% 이상 10 wt.% 이하이다.According to another embodiment of the present invention, the content of the sintering auxiliary agent is 1 wt.% Or more and 10 wt.% Or less of the total amount of the silicon nitride raw material powder and the sintering auxiliary agent.
다른 문제를 해결하기 위해, 다공성 질화규소 소결체는 상기의 제조 방법들에 의하여 제조된다.To solve another problem, a porous silicon nitride sintered body is manufactured by the above-described manufacturing methods.
*본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 질화규소 결정 입자의 90 vol.% 이상이 β형 질화규소 결정 입자이다.According to one example related to the present invention, at least 90 vol% of the silicon nitride crystal grains are? -Type silicon nitride crystal grains.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 기공도는 1.8∼42.7 % 이며, 유전율은 3.7∼7.6이고, 굴곡강도는 150 MPa 이상이다.According to another embodiment of the present invention, the porosity is 1.8 to 42.7%, the dielectric constant is 3.7 to 7.6, and the flexural strength is 150 MPa or more.
본 발명에 따르면, 소결 조제 첨가량 제어를 통하여 질화규소 소결체의 기공도를 1.8∼42.7 %, 유전율을 3.7∼7.6까지 조절이 가능하며, 소결체의 굴곡강도가 150 MPa 이상인 우수한 기계적 물성을 나타내는 다공성 질화규소 소결체 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다. According to the present invention, a porous silicon nitride sintered body capable of adjusting the porosity of the silicon nitride sintered body to 1.8 to 42.7% and the dielectric constant to 3.7 to 7.6 through controlling the addition amount of the sintering auxiliary agent and exhibiting excellent mechanical properties with a flexural strength of not less than 150 MPa And a manufacturing method thereof can be provided.
또한, 기존의 다공성 질화규소 세라믹 제조 공정과 달리 기공형성제 제거를 위한 탈지 공정 또는 후소결 공정이 필요하지않는 1차 열처리 공정에 의해 다공성 질화규소 소결체 제조 방법을 제공할 수 있다. In addition, unlike conventional porous silicon nitride ceramics manufacturing processes, it is possible to provide a porous silicon nitride sintered body manufacturing method by a first heat treatment process which does not require a degreasing process or a post-sintering process for removing pore formers.
이에 의해, 기계적 물성 및 기공 함량이 제어된 신뢰성 높은 질화규소 세라믹 소결체의 제조 방법을 제공함으로써, 여과용 필터, 촉매 담체, 단열재, 바이오 소재 및 디젤 차량의 미세 먼지를 걸러내는 필터 등의 소재로 손쉽게 적용될 수 있다.Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing a highly reliable silicon nitride ceramics sintered body having controlled mechanical properties and pore contents, and can be easily applied to materials such as a filter for filtration, a catalyst carrier, a heat insulating material, a filter for filtering fine dusts of biomaterials and diesel vehicles .
도 1은 본 발명의 다공성 질화규소 세라믹 소결체의 제조방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명에 의해 얻어진 다공성 질화규소 소결체의 사진.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 질화규소 세라믹을 상분석하여 나타낸 그래프(A01: 소결조제 첨가량 1 wt.%, A04: 소결조제 첨가량: 4 wt.%, A08: 소결조제 첨가량 8 wt.%, A10: 소결조제 첨가량 10 wt.%).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 조성을 1750 ℃에서 소결하고 이의 파단면을 관찰한 사진. (a) 첨가제 1 wt.%, (b) 첨가제 2 wt.%, (c) 첨가제 4 wt.%, (d) 첨가제 8 wt.%.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의하여 소결 조제 첨가량을 1∼10 wt.% 첨가한 조성의 소결 조제 첨가량에 따른 3점 굴곡강도 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의하여 소결 조제 첨가량을 1∼10 wt.% 첨가한 조성의 기공도에 따른 3점 굴곡강도 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의하여 소결 조제 첨가량을 1∼8 wt.% 첨가한 조성의 마이크로파 영역에서의 유전 상수를 나타낸 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart showing a method of manufacturing a porous silicon nitride ceramics sintered body of the present invention.
2 is a photograph of the porous silicon nitride sintered body obtained by the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a phase analysis of porous silicon nitride ceramics according to an embodiment of the present invention (A01: addition amount of sintering
FIG. 4 is a photograph of the sintering of the composition according to an embodiment of the present invention at 1750.degree. (a) Additive 1 wt.%, (b) Additive 2 wt.%, (c) Additive 4 wt.%, (d) Additive 8 wt.
FIG. 5 is a graph of a three-point bending strength according to an addition amount of a sintering aid having a composition containing 1 to 10 wt.% Of sintering additive added according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph of the three-point flexural strength according to porosity of a composition containing 1 to 10 wt.% Of sintering aid added in accordance with an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing dielectric constants in a microwave region of a composition containing 1 to 8 wt.% Of sintering aid added in accordance with an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일·유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or similar elements are denoted by the same or similar reference numerals, and a duplicate description thereof will be omitted. The suffix "part" for the constituent elements used in the following description is to be given or mixed with consideration only for ease of specification, and does not have a meaning or role that distinguishes itself. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 또는 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but it should be understood that other elements may be present in between something to do.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
도 1은 본 발명의 다공성 질화규소 세라믹 소결체의 제조방법(S100)을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing a manufacturing method (S100) of the porous silicon nitride ceramics sintered body of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다공성 질화규소 소결체의 제조 방법(S100)은 소결 조제의 첨가량을 제어하는 단계(S10), 질화규소 연료분말을 혼합하는 단계(S20) 및 질화규소 원료분말을 소결하는 단계(S40)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a method (S100) for manufacturing a porous silicon nitride sintered body according to the present invention comprises the steps of (S10) controlling an addition amount of a sintering auxiliary agent, (S20) mixing silicon nitride fuel powder and sintering a silicon nitride raw powder S40).
다공성 질화규소 소결체의 제조를 위해, 질화규소 원료분말에 소결 조제를 첨가하게 된다. To prepare the porous silicon nitride sintered body, a sintering auxiliary agent is added to the silicon nitride raw material powder.
소결 조제의 첨가량을 제어하는 단계(S10)는 일정 함량의 소결 조제의 첨가량을 제어하는데, 이는 질화규소 원료분말에 기공을 형성시킨다. The step S10 of controlling the addition amount of the sintering auxiliary agent controls the addition amount of the sintering auxiliary agent in a certain amount, which forms pores in the silicon nitride raw material powder.
일례로, 소결 조제 함량은 질화규소 원료분말 및 소결 조제의 총합의 1 wt.% 이상 10 wt.% 이하일 수 있다.For example, the sintering aid content may be 1 wt.% Or more and 10 wt.% Or less of the total amount of the silicon nitride raw material powder and the sintering assistant.
또한, 질화규소 연료분말을 혼합하는 단계(S20)는 질화규소 원료분말의 균일한 기공 형성을 가능하게 한다.In addition, step (S20) of mixing the silicon nitride fuel powder enables uniform pore formation of the silicon nitride raw material powder.
질화규소 연료분말을 혼합하는 단계(S20)는 소결 조제만을 24시간 이상 볼밀로 혼합하는 단계(S21) 및 혼합된 소결 조제를 질화규소 원료분말과 섞은 후 24시간 이상 볼밀로 혼합하는 단계(S24)를 포함할 수 있다.The step S20 of mixing the silicon nitride fuel powder includes a step (S21) of mixing only the sintering auxiliary agent with the ball mill for 24 hours or more, and a step (S24) of mixing the mixed sintering auxiliary agent with the silicon nitride raw material powder and then mixing them with the ball mill for 24 hours or more can do.
소결 조제만을 24시간 이상 볼밀(ball mill)로 혼합하는 단계(S21)는, 질화규소 원료분말 및 소결 조제를 혼합하여 슬러리 제조시에, 균일한 물성의 소결체의 제조를 위해서 소결 조제만을 24시간 이상 볼밀로 혼합하는 단계(S21)이다. In the step (S21) of mixing the sintering auxiliary agent for only 24 hours or more with a ball mill, the silicon nitride raw material powder and the sintering auxiliary agent are mixed to prepare a sintered body having uniform physical properties, (Step S21).
그 후에, 혼합된 소결 조제를 질화규소 원료분말과 섞은 후 24시간 이상 볼밀로 혼합하게 된다(S24).Thereafter, the mixed sintering aids are mixed with the silicon nitride raw material powder and mixed by a ball mill for 24 hours or more (S24).
질화규소 원료분말 및 소결 조제를 혼합하는 슬러리 제조시에, 슬러리의 분산제는, 아크릴계 수지(acrylic resin), 폴리카르복실산 염(polycarboxylic acid salt), 유기 고분자 계면활성제(organic polymer surface active agent) 중 적어도 하나일 수 있다.The dispersant of the slurry may be at least one selected from the group consisting of acrylic resin, polycarboxylic acid salt and organic polymer surface active agent at the time of preparing the slurry in which the silicon nitride raw material powder and the sintering aid are mixed. It can be one.
질화규소 원료분말 및 소결 조제를 혼합하는 슬러리 제조시에, 바인더로서는, 폴리 비닐 부틸 수지(polyvinyl butyl resin), 폴리 비닐 알코올 수지(polyvinyl alcohol resin), 폴리에스테르계 수지(polyester resin), 스테아르산 수지(stearic acid resin) 중 적어도 하나일 수 있다.In the preparation of the slurry for mixing the silicon nitride raw material powder and the sintering auxiliary agent, the binder may be a polyvinyl butyl resin, a polyvinyl alcohol resin, a polyester resin, a stearic acid resin stearic acid resin.
한편, 질화규소 원료분말을 소결하는 단계(S40)는 질화규소 원료분말을 불활성 분위기에서 소결하는 단계(S40)이다.Meanwhile, the step (S40) of sintering the silicon nitride raw material powder is a step (S40) of sintering the silicon nitride raw material powder in an inert atmosphere.
질화규소 원료분말을 소결하는 단계(S40)에서 열처리 온도는 1700 ℃이상 1800 ℃이하이고, 최고 온도에 도달하기까지의 승온 속도는 0.5 ℃/min이상이고, 2.0 ℃/min이하일 수 있다. In the step (S40) of sintering the silicon nitride raw material powder, the heat treatment temperature is not lower than 1700 DEG C and not higher than 1800 DEG C, and the rate of temperature rise before reaching the maximum temperature is 0.5 DEG C / min or higher and 2.0 DEG C / min or lower.
다공성 질화규소 소결체의 제조 방법(S100)은, 질화규소 원료분말을 혼합하는 단계(S20) 및 상기 소결하는 단계(S40) 사이에 혼합된 소결 조제 및 질화규소 원료분말을 성형하는 단계(S30)를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method (S100) of the porous silicon nitride sintered body further includes a step (S30) of molding the mixed sintering auxiliary agent and the silicon nitride raw material powder between the step (S20) of mixing the silicon nitride raw material powder and the step (S40) .
혼합된 소결 조제 및 질화규소 원료분말을 성형하는 단계(S30)에서, 성형하는 방법은, 습식 성형법, 일축성형법 및 냉간정수압성형법 중 하나의 성형 방식으로 이루어질 수 있다.In the step (S30) of molding the mixed sintering assistant and the silicon nitride raw material powder, the molding may be performed by one of a wet molding method, a uniaxial molding method and a cold isostatic pressing method.
상기 습식 성형법은, 슬립캐스팅, 가압슬립캐스팅 및 젤캐스팅 중 하나일 수 있다.The wet forming method may be one of slip casting, pressure slip casting and gel casting.
도 2는 본 발명에 의해 얻어진 다공성 질화규소 소결체의 사진이다. 2 is a photograph of the porous silicon nitride sintered body obtained by the present invention.
본 발명의 다공성 질화규소 소결체의 제조 방법에 의해 제조되는 다공성 질화규소 소결체는, 질화규소 결정 입자의 90 vol.% 이상이 β형 질화규소 결정 입자일 수 있다. In the porous silicon nitride sintered body produced by the method for producing a porous silicon nitride sintered body of the present invention, at least 90 vol% of the silicon nitride crystal grains may be? -Type silicon nitride crystal grains.
또한, 다공성 질화규소 소결체의 제조 방법에 의해 제조되는 다공성 질화규소 소결체의 기공도는 1.8∼42.7 % 이며, 유전율이 3.7∼7.6이고, 굴곡강도는 150 MPa 이상일 수 있다.Also, the porosity of the porous silicon nitride sintered body produced by the production method of the porous silicon nitride sintered body may be 1.8 to 42.7%, the dielectric constant may be 3.7 to 7.6, and the bending strength may be 150 MPa or more.
이하에서는, 다공성 질화규소 소결체의 제조 방법 및 다공성 질화규소 소결체와 관련된 실시예 1 및 2에 대하여 서술하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a porous silicon nitride sintered body and Embodiments 1 and 2 relating to a porous silicon nitride sintered body will be described.
[실시예 1: Y2O3, SiO2계 소결 조제 첨가에 의한 강도 및 기공도 제어][Example 1: Control of strength and porosity by addition of Y 2 O 3 and SiO 2 system sintering auxiliary]
본 실험에서 소결 조제로는 Y2O3(H.C Stark, 순도: 99.99%, 평균 입경: 0.7 μm), SiO2(Evonik, 순도: 99.8%, 입경>0.06 μm) 분말을 사용하였다. 소결 조제의 균일한 혼합을 위해 먼저 상기 소결조제를 날진(Nalgene) 병에 무수에탄올과 함께 질화규소 볼을 이용하여 24시간 동안 볼밀링(ball milling)을 해주었다. 상기 슬러리를 질화규소(UBE E10, α상 함량>95 %, 평균입경: 0.5 μm) 원료 분말과 혼합하고, 폴리비닐 알콜계 바인더 및 아크릴계 수지 분산제를 첨가하여 24시간 동안 볼밀링을 하였다. 교반된 슬러리는 90 ℃, 8000 rpm의 조건하에서 건조 및 과립화를 실시하였다. 표 1에 샘플 이름, 원료 분말 및 소결 조제 첨가량 비율을 나타내었다. In this experiment, Y 2 O 3 (HC Stark, purity: 99.99%, average particle diameter: 0.7 μm) and SiO 2 (Evonik, purity: 99.8%, particle size> 0.06 μm) were used as the sintering aid. In order to uniformly mix the sintering agent, the sintering agent was ball milled for 24 hours in a Nalgene bottle with anhydrous ethanol using a silicon nitride ball. The slurry was mixed with a raw material powder of silicon nitride (UBE E10,? Phase content> 95%, average particle diameter: 0.5 μm), and a polyvinyl alcohol binder and an acrylic resin dispersant were added and ball milled for 24 hours. The agitated slurry was dried and granulated at 90 DEG C under a condition of 8000 rpm. Table 1 shows the ratio of the sample name, raw material powder and sintering additive amount.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이 소결 조제 첨가량을 질화규소 원료분말 및 소결 조제의 총합의 1∼10 wt.% 첨가를 하였다. 상기 분말을 금형에 장입하고 120 MPa에서 정수압 성형을 실시하였다. 상기 성형체를 별도의 탈지 공정 및 예비 소결 공정 없이 1 ℃/min의 승온 속도로 질소 분위기하에서 1750 ℃에서 4 시간 소결을 실시하였다. 소결시 상기 성형체를 질화규소 및 질화붕소 분위기 분말로 패킹하여 질소 분위기를 유지시켰다. As shown in Table 1, the addition amount of the sintering auxiliary agent was 1 to 10 wt.% Of the sum of the silicon nitride raw material powder and the sintering auxiliary agent. The powder was charged into a mold and subjected to hydrostatic pressure molding at 120 MPa. The formed body was sintered at 1750 ° C for 4 hours under a nitrogen atmosphere at a heating rate of 1 ° C / min without a separate degreasing step and a preliminary sintering step. The sintered body was packed with a silicon nitride and boron nitride atmosphere powder to maintain a nitrogen atmosphere.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 질화규소 세라믹을 상분석하여 나타낸 그래프이다. 또한, 도 3은 소결체의 소결 후 XRD 상분석을 실시한 결과이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 조성을 1750 ℃에서 소결하고 이의 파단면을 관찰한 사진으로 (a) 첨가제 1 wt.%, (b) 첨가제 2 wt.%, (c) 첨가제 4 wt.%, (d) 첨가제 8 wt.%를 각각 나타낸다. FIG. 3 is a graph showing a phase analysis of porous silicon nitride ceramics according to an embodiment of the present invention. 3 is a result of XRD analysis after sintering of the sintered body. FIG. 4 is a photograph of a sintered composition at 1750 ° C. according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 (a) shows the result of the sintering at 1750 ° C. and shows that the
도 3을 참조하면, 1∼10 wt.% 모두에서 2차상의 생성 없이 원료 분말인 α상의 질화규소가 100 % β상의 질화규소로 상변화가 일어난 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 3, it can be seen that the phase-change of the α-phase silicon nitride as the raw material powder to 100% β-phase silicon nitride phase occurred without generation of the secondary phase in the range of 1 to 10 wt.%.
1 wt.% 정도의 소결 첨가에도 충분한 상변화가 일어났으며, 도 4 (a)에서와 같이 기계적 강도가 우수하며 장경비가 큰 β상의 질화규소가 생성되었음을 확인할 수 있었다. 최소 1 wt.% 이상에서의 소결 조제 첨가량에서는 침상형 미세구조가 유지되는 범위에서 기공율을 제어할 수 있다는 것을 본 실시예에서 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 4 (a), it was confirmed that a phase change of about 1 wt.% Was obtained even in the sintering addition, and silicon nitride of β phase having an excellent mechanical strength and a large length ratio was produced. It was confirmed in this example that the porosity can be controlled within the range where the needle-like microstructure is maintained at the addition amount of the sintering aid at least 1 wt.% Or more.
도 4는 소결 1, 2, 3 및 8 wt.% 소결 조제를 첨가한 소결체의 파단면을 주사전자현미경(SEM)을 통하여 분석하였다. 소결 조제 첨가량이 8에서 1 wt.%로 감소함에 따라 기공도가 증가되는 것을 확인할 수 있다. 상기 기술한 바와 같이 소결 조제 첨가량에 따라 침상형의 종횡비는 큰 변화 없이 기공도만 변화하는 것을 확인할 수 있다. FIG. 4 is a scanning electron microscope (SEM) chart of fracture profiles of the sintered bodies to which 1, 2, 3 and 8 wt.% Sintering aids are added. It can be seen that porosity increases as the amount of sintering aid is decreased from 8 to 1 wt.%. As described above, it can be seen that the aspect ratio of the needle-like shape changes only by the degree of porosity without a large change depending on the amount of the sintering aid added.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의하여 소결 조제 첨가량을 1∼10 wt.% 첨가한 조성의 소결 조제 첨가량에 따른 3점 굴곡강도 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의하여 소결 조제 첨가량을 1∼10 wt.% 첨가한 조성의 기공도에 따른 3점 굴곡강도 그래프이다. 한편, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의하여 소결 조제 첨가량을 1∼8 wt.% 첨가한 조성의 마이크로파 영역에서의 유전 상수를 나타낸 그래프이다. FIG. 5 is a graph of a three-point bending strength according to an addition amount of a sintering auxiliary added in an amount of 1 to 10 wt.% In an addition amount of a sintering auxiliary agent according to an embodiment of the present invention. The graph of the three-point flexural strength according to the porosity of the composition in which the addition amount is 1 to 10 wt.%. Meanwhile, FIG. 7 is a graph showing dielectric constants in a microwave region of a composition containing 1 to 8 wt.% Of sintering aid added in accordance with an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 소결조제 첨가량이 감소함에 따라 기공도가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 소결 조제 첨가량을 1∼10 wt.% 변화시킴에 따라 3점 굴곡 강도가 150 MPa에서 614 MPa까지 변화하는 것을 확인할 수 있다. 이때 기공도는 도 6에서와 같이 42.7 %에서 1.8 %까지 변화하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6, it can be seen that porosity increases as the amount of sintering aid added decreases. It can be seen that the three-point flexural strength varies from 150 MPa to 614 MPa as the addition amount of the sintering aid is changed by 1 to 10 wt.%. At this time, the porosity varies from 42.7% to 1.8% as shown in FIG.
도 7에서와 같이 마이크로파 영역에서 소결 첨가제 양에 따라 유전 상수가 3.7에서 7.6까지 변화하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 실시예를 통하여 Y2O3, SiO2계 소결 조제를 사용하여 우수한 굴곡 강도(>150 MPa)를 가지며, 소결체의 기공도(1.8∼42.7%) 및 유전 상수(3.7∼7.6)가 제어가 가능한 다공성 고강도 질화규소 소결체 및 그 제조 방법을 검증할 수 있었다.As shown in FIG. 7, the dielectric constant varies from 3.7 to 7.6 depending on the sintering additive amount in the microwave region. Therefore, it was confirmed that the sintered body had excellent bending strength (> 150 MPa) and porosity (1.8 to 42.7%) and dielectric constant (3.7 to 7.6) were controlled using Y 2 O 3 and SiO 2 sintering aids, And a method of manufacturing the same.
[실시예 2: 2wt.% 소결 조제 첨가량에서의 소결체 물성 균일성 검증][Example 2: Verification of uniformity of physical properties of sinter at an addition amount of 2 wt.% Sintering aid]
소결조제 첨가량이 적은 영역에서의 소결체 균일성 검증을 위해 상시 실시예 1의 A02 특정 조성을 바탕으로 도 2와 같이 지름 약 200 mm 정도의 소결체를 도 1과 같은 공정을 통해 제조하였다. 질화규소는 일반적으로 소결조제에 의한 액상 소결을 통하여 입자 재배열, 용해-확산-재석출 과정을 통하여 치밀화가 진행된다. The sintered body having a diameter of about 200 mm as shown in FIG. 2 was manufactured through the same process as shown in FIG. 1 based on the A02 specific composition of Example 1 at all times in order to verify the uniformity of the sintered body in a small amount of the sintering aid. Silicon nitride is generally densified through particle reorganization and dissolution - diffusion - re - precipitation through liquid phase sintering with sintering assistant.
본 실시예 2는 소결조제 첨가량이 적을 영역에서도 상기와 같은 메커니즘에 의해 소결 공정이 진행되는지 그리고 소결조제 첨가량이 적어도 소결체 전 영역에서도 균일한 물성을 유지할 수 있는지에 대한 검증 차원이다. 적은 소결 조제 첨가량에서도 소결 조제의 균일한 분산을 위해서 ‘청구항 2’에서와 같이 Y2O3, SiO2의 소결 조제만 무수 에탄올과 질화규소 볼을 이용하여 24시간의 볼밀링을 실시하였다. 상기 지름 200 mm급 소결체에서 굴곡강도 시험편 10개, 기공도 확인용 시험편 및 유전 물성 측정용 시험편을 각 10개씩 채취를 하였고 그 결과를 표 2에 나타내었다. Example 2 demonstrates that the sintering process proceeds according to the above-described mechanism even in the region where the sintering aid is added in a small amount and that the added amount of the sintering aid can maintain uniform physical properties throughout the entire sintered body. In order to uniformly disperse the sintering aid even at a small amount of the sintering additive, ball milling was performed for 24 hours using anhydrous ethanol and silicon nitride ball only in the sintering preparation of Y 2 O 3 and SiO 2 as in 'Claim 2'. Ten pieces of bending strength test specimens, test pieces for checking porosity and test pieces for dielectric property measurement were taken from each of the above-mentioned 200 mm diameter sintered bodies. The results are shown in Table 2.
상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 소결체 전영역에 걸쳐 굴곡강도, 밀도, 기공도 및 유전 상수가 균일함을 확인할 수 있었다. 실시예 2를 통해서 본 특허에서 제안한 기술이 적은 양의 소결 조제 첨가시에도 지름 200 mm급 소결체 전영역에서 균일한 물성을 나타냄을 검증할 수 있었다. 본 기술의 활용을 통해 기계적 물성 및 기공도가 균일하며, 대형화에도 적용이 가능하며, 강도 및 기공도가 제어된 다공성 질화규소계 소결체 제조 관련 상용화에도 적용이 가능한 기술임을 판단할 수 있었다.As can be seen from the above Table 2, it was confirmed that the bending strength, density, porosity and dielectric constant were uniform throughout the entire sintered body. Through the example 2, it was verified that the technique proposed in this patent shows uniform properties throughout the entire sintered body of 200 mm in diameter even when a small amount of the sintering aid is added. Through the utilization of this technology, it was judged that this technique is applicable to commercialization of porous silicon nitride based sintered body having uniform mechanical properties and porosity, applicable to large size, and controlled in strength and porosity.
이상에서 설명한 다공성 질화규소 소결체(100) 및 이의 제조 방법(S100)은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. The porous silicon nitride sintered
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (6)
상기 질화규소 원료분말의 균일한 기공 형성을 가능하게 하도록 상기 질화규소 원료분말을 혼합하는 단계;
상기 혼합된 소결 조제 및 질화규소 원료분말을 성형하는 단계; 및
상기 질화규소 원료분말을 불활성 분위기에서 소결하는 단계를 포함하고,
상기 질화규소 원료분말을 혼합하는 단계는,
상기 질화규소 원료분말 및 소결 조제를 혼합하여 슬러리 제조시, 균일한 물성을 가지는 소결체 제조를 위하여 소결 조제만을 24 시간 이상 볼밀로 혼합하는 단계; 및
상기 혼합된 소결 조제를 상기 질화규소 원료분말과 섞은 후 24시간 이상 볼밀로 혼합하는 단계를 포함하며,
상기 소결 조제의 함량은, 상기 질화규소 원료분말 및 소결 조제의 총합의 1 wt.% 이상 10 wt.% 이하이며,
상기 소결 조제는, Y2O3 와 SiO2의 혼합 분말로 이루어지거나, Y2O3 와 Al2O3의 혼합분말로 이루어지며,
상기 질화규소 원료분말을 소결하는 단계에서, 열처리 온도는 1700 ℃이상 1800 ℃이하이고, 최고 온도에 도달하기까지의 승온 속도는 0.5 ℃/min이상 2.0 ℃/min 이하인 것을 특징으로 하는 다공성 질화규소 소결체 제조 방법.Controlling an addition amount of the sintering auxiliary agent for forming pores in the silicon nitride raw material powder;
Mixing said silicon nitride raw material powder to enable uniform pore formation of said silicon nitride raw material powder;
Molding the mixed sintering aid and the silicon nitride raw material powder; And
And sintering the silicon nitride raw material powder in an inert atmosphere,
Wherein mixing the silicon nitride raw material powder comprises:
Mixing the silicon nitride raw material powder and the sintering auxiliary agent to prepare a sintered body having uniform physical properties at the time of preparing the slurry; And
Mixing the mixed sintering aid with the silicon nitride raw material powder, and mixing the mixture with a ball mill for at least 24 hours,
The content of the sintering auxiliary agent is 1 wt.% Or more and 10 wt.% Or less of the sum of the silicon nitride raw material powder and the sintering auxiliary agent,
The sintering aid may be composed of a mixed powder of Y 2 O 3 and SiO 2 , or a mixed powder of Y 2 O 3 and Al 2 O 3 ,
Wherein the step of sintering the silicon nitride raw material powder has a heat treatment temperature of 1700 DEG C or higher and 1800 DEG C or lower and a rate of temperature rise until reaching a maximum temperature of 0.5 DEG C / min or higher and 2.0 DEG C / min or lower .
상기 슬러리의 분산제는, 아크릴계 수지, 폴리카르복실산 염, 유기 고분자 계면활성제 중 적어도 하나이고,
바인더로서는, 폴리 비닐 부틸 수지, 폴리 비닐 알코올 수지, 폴리에스테르계 수지, 스테아르산 수지 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 다공성 질화규소 소결체 제조 방법.The method according to claim 1,
The dispersing agent of the slurry is at least one of an acrylic resin, a polycarboxylic acid salt, and an organic polymer surfactant,
Wherein the binder is at least one of a polyvinylbutyl resin, a polyvinyl alcohol resin, a polyester resin, and a stearic acid resin.
상기 혼합 원료를 성형하는 단계에서,
성형하는 방법은, 습식 성형법, 일축성형법 및 냉간정수압성형법 중 하나의 성형 방식이고,
상기 습식 성형법은, 슬립캐스팅, 가압슬립캐스팅 및 젤캐스팅 중 하나인 것을 특징으로 하는 다공성 질화규소 소결체 제조 방법.The method according to claim 1,
In the step of molding the mixed raw material,
The molding method is one of a wet molding method, a uniaxial molding method and a cold isostatic pressing method,
Wherein the wet forming method is one of slip casting, pressurized slip casting and gel casting.
질화규소 결정 입자의 90 vol.% 이상이 β형 질화규소 결정 입자인 다공성 질화규소 소결체.5. The method of claim 4,
A porous silicon nitride sintered body in which at least 90 vol% of silicon nitride crystal grains are? -Type silicon nitride crystal grains.
기공도는 1.8∼42.7 % 이며, 유전율은 3.7∼7.6이고, 굴곡강도는 150 MPa 이상인 것을 특징으로 하는 다공성 질화규소 소결체.5. The method of claim 4,
Wherein the porosity is 1.8 to 42.7%, the dielectric constant is 3.7 to 7.6, and the flexural strength is 150 MPa or more.
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|---|---|---|---|---|
| KR102066489B1 (en) * | 2019-07-25 | 2020-01-15 | 국방과학연구소 | Infrared ray transmission spinel with improved mechanical strength and method of thereof |
| CN116262670A (en) * | 2021-12-14 | 2023-06-16 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | Application of silicon nitride ceramic porous casting film in use for diaphragm of lithium ion battery |
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