KR20210153190A - 블랙 알루미나 제조 방법 및 이를 이용한 대형 알루미나 성형체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블랙 알루미나 제조 방법 및 이를 이용한 대형 알루미나 성형체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 낮은 반사율을 갖는 블랙 알루미나 제조 방법 및 이를 이용한 대형 알루미나 성형체에 관한 것이다
이를 위해 본 발명의 블랙 알루미나 제조 방법은 출발원료인 Al₂O₃에 색상을 발현하는 첨가제와 소결조제로 SiO₂, CaO, MgO, TiO₂, MnO₂, Fe₂O₃ 및 Cr₂O₃를 첨가하여 알루미나 혼합물을 제조하는 단계; 상기 알루미나 혼합물을 증류수 혹은 유기용제를 적심제로 습식 혼합하여 혼합 슬러리를 얻는 단계; 및 상기 혼합 슬러리를 건조하고 성형한 후 소결하는 단계를 포함한다.

Description

블랙 알루미나 제조 방법 및 이를 이용한 대형 알루미나 성형체{Black alumina manufacturing method and alumina molded body}

본 발명은 블랙 알루미나 제조 방법 및 이를 이용한 대형 알루미나 성형체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 낮은 반사율을 갖는 블랙 알루미나 제조 방법 및 이를 이용한 대형 알루미나 성형체에 관한 것이다.

알루미나(Al₂O₃) 세라믹스는 알루미나 분말을 고도의 기술로 정제한 것을 원료로 하여 제조한 무기소재를 의미하며, 뛰어난 내약품성을 갖는 바, 불활성 상태이기 때문에 화학적 침식에 높은 저항성을 가져, 산ㆍ알카리ㆍ유기용제 등에 거의 영향을 받지 않는다. 또한 알루미나 세라믹은 치밀하고 경도가 높은 물질로서 일반적인 금속재료보다 15 내지 20배 높은 내마모 특성을 보유하고 있으며, 전기절연체로서 고온에서의 전기절연성 및 고전압에 대한 절연내력이 크며, 강유전성과 낮은 유전 손실율을 보유하고 있다. 아울러 알루미나 세라믹은 우수한 내열성를 가져 최고 사용온도는 다른 대부분의 금속이 갖는 용융점을 초과하며, 연속 사용 시 1,600 내지 1,700℃ 온도까지도 사용이 가능하다.

따라서, 알루미나 세라믹은 각종 전자부품, 반도체 공정, 우주선, 자동차 엔진 뿐만 아니라 인체의 골격이식에 따른 인체 바이오산업에까지 그 적용 영역이 매우 광범위하다.

블랙 알루미나는 일반 알루미나 세라믹스의 기계적 특성을 그대로 보유하면서 낮은 저반사율을 가진 소재이다. 이러한 블랙 알루미나는 노광 장비에 활용이 된다.

반도체 및 디스플레이 제조에서 광리소그라피(Photo-Lithography) 공정이라 불리는 사진공정(Photo-Lithography)은 포토마스크(Photo-Mask) 기판에 그려진 반도체 혹은 디스플레이 회로 패턴(Pattern)을 웨이퍼 상에 전사(Projection) 인쇄하는 공정이다.

즉, 노광(Exposure)공정이라고도 불리우는 사진공정은 감광제(Photoresist)를 웨이퍼 상에 균일하게 도포하고 노광(Exposing) 장비를 사용하여, 마스크 혹은 레티클(Reticle) 상의 패턴을 축소 투영 노광 시킨 후, 현상(Developing) 과정을 거쳐 원하는 2차원 패턴의 감광막을 형성시키기까지의 모든 공정을 말하며, 특히 감광막에 노출되는 빛의 파장은 회로의 선폭을 좌우하는 매우 중요한 요소로 작용하여, 반도체 혹은 디스플레이 제조공정에 있어서 회로의 미세화와 집적도를 결정짓는 핵심공정이 되고 있다.

여기에서 노광장치는 레티클(Reticle)이라고 불리는 회로 원판을 통과한 자외선 광을 렌즈(Lenz)를 통하여 웨이퍼 기판에 반복적으로 스텝 전사(Step Projection)함으로써, 회로 패턴(Pattern)을 형성시키는 장비를 말한다.

또한, 노광장비 척(Chuck)은 반도체 혹은 디스플레이 제조에서 Lithography 공정 중 Exposure 공정에서, 글라스(Glass)가 놓이는 곳으로 글라스를 지지해주는 부품인 동시에 투과된 빛에 의한 2차 감광을 억제하기 위한 Anti-Reflection Plate 역할을 수행하는 핵심부품이다.

현재 노광장비 척은 알루미늄을 anodizing 처리한 재료를 사용하고 있으나, 열 변형에 대한 취약성과 빠른 마모 등으로 미세 선폭을 구현하는 데는 한계가 있다. 또한 반도체 및 디스플레이 장비, LED 액정장치에 사용되는 알루미나 세라믹스 소재의 색상은 흰색 또는 아이보리 색이 주류이다. 따라서 광원 주위나 초점 주위 부품으로 사용이 되는 경우에는 빛을 반사해 플레어(flare) 등의 원인이 되고 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 노광장비 척은 블랙 알루미나로 제조되는 것이 바람직하나, 국내 업계에서는 아직 블랙 알루미나를 제조하지 않고 있다.

한국등록특허 제10-0139786호(발명의 명칭: 착색알루미나 세라믹 조성물) 한국등록특허 제10-1612604호(발명의 명칭: 블랙 알루미나의 제조방법)

본 발명이 해결하려는 과제는 블랙 알루미나를 제조하는 제조 방법을 제안함에 있다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 빛 반사가 적은 블랙 알루미나의 제조 방법을 제안함에 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 열 변형 및 마모에 강한 블랙 알루미나의 제조 방법을 제안함에 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 블랙 알루미나를 이용한 성형체를 제안함에 있다.

이를 위해 본 발명의 블랙 알루미나 제조 방법은 출발원료인 Al₂O₃, 소결조제로 SiO₂, CaO, MgO, TiO₂, MnO₂, Fe₂O₃ 및 Cr₂O₃를 첨가하여 알루미나 혼합물을 제조하는 단계; 상기 알루미나 혼합물을 증류수 혹은 유기용제를 적심제로 습식 혼합하여 혼합 슬러리를 얻는 단계; 및 상기 혼합 슬러리를 건조하고 성형한 후 소결하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따른 블랙 알루미나 제조 방법은 블랙 색상을 가지므로 반사율이 낮다는 장점이 있다. 이외에도 본 발명에서 제안하는 블랙 알루미나는 높은 경도와 밀도를 갖는 등 물성이 우수하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 블랙 알루미나를 이용하여 다양한 형태의 알루미나 성형체를 제안한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 블랙 알루미나의 색상을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 성형 공간을 형성하는 성형틀을 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 성형장치의 다른 예를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 성형 장치의 압력펌프에서 압력을 가하는 예를 도시하고 있다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 블랙 알루미나 소재에 적합한 최적의 배합조건을 수많은 실험을 통하여 도출하고, 이러한 최적의 배합조건으로 제조된 블랙 알루미나 소결체의 특성을 검증함으로써 블랙화에 효과적이며, 알루미나 최종 소결체의 물성이 우수한 반도체 포토공정용 블랙 알루미나 소재를 개발하고자 한다.

특히, Al₂O₃에 MnO₂ 또는 TiO₂가 일정 이상으로 첨가될 경우 입계 이동이 활발히 일어나 과대 입성장을 유발한다고 보고되고 있다. 따라서, 본 발명에서는 원료물질인 Al₂O₃에 최적량의 MnO₂ 또는 TiO₂를 첨가하고, 최상의 물성과 블랙화 및 치밀한 구조의 블랙 알루미나를 제조하기 위하여 최적의 성분과 배합비를 도출하고자 하였다.

이러한 본 발명의 블랙 알루미나는 출발원료인 Al₂O₃에 SiO₂, CaO, MgO, TiO₂, MnO₂, Fe₂O₃ 및 Cr₂O₃를 용매상에서 혼합하여 슬러리를 얻고, 이 슬러리를 건조하고 소결하여 제조되는 것을 특징으로 한다. Al₂O₃를 제외한 첨가제는 증류수 혹은 유기용제와 같은 적심제가 첨가되지 않은 알루미나 혼합물의 10 내지 25 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

먼저, 출발원료인 알루미나 세라믹 원료로는 서브마이크론(sub-micron) 크기의 Al₂O₃ 분말을 사용할 수 있다.

광흡수율의 증가를 위해 착색제를 첨가하며, 착색제는 적어도 두 가지 이상의 물질을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 최종 얻어진 블랙 알루미나 소결체의 입성장 억제와 기공 감소 및 균일 방지를 위하여 필요에 따라 SiO₂를 추가로 더 첨가할 수도 있다. 상기 SiO₂는 블랙 알루미나 제조 시 소결성을 향상시켜 액상소결에 의한 치밀화를 통하여 기공이 억제되고 보다 치밀한 블랙 알루미나 소결체를 얻을 수 있도록 한다. SiO₂와 같은 소결조제는 증류수 혹은 유기용제와 같은 적심제가 첨가되지 않은 알루미나 혼합물의 1 내지 2중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 성분을 포함하는 혼합 슬러리는 이후 건조 단계를 거치고, 건조물을 성형한 후 소결을 통하여 소결체로 얻어진다. 소결 이전에는 필요에 따라 건조물을 목적하는 형태로 성형하는 과정을 실시할 수도 있음은 물론이다.

소결은 공기분위기 또는 진공분위기에서 1,200 내지 1,400℃의 온도에서 1 ~ 3 시간 동안 수행할 수 있다. 온도 범위 보다 낮으면 소결이 불충분하게 일어나고, 그 이상의 온도 범위에서는 과다 액상으로 소결밀도가 감소될 수 있다.

소결 시에는 혼합 슬러리에 포함된 성분들에 따른 Al₂O₃ 입성장의 영향을 주게 되는데, 본 발명에 따라 제조된 블랙 알루미나 소결체는 Al₂O₃ 입성장이 억제되고, 기공이 감소된 미세구조를 보이게 된다. 특히, 상기 슬러리에 SiO₂를 첨가한 경우에는 1,300℃의 온도에서 소결하는 것이 원활한 액상소결에 의한 높은 밀도를 가지는 치밀한 블랙 알루미나 소결체를 제조할 수 있어 더욱 좋다.

전술한 바와 같은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 블랙 알루미나는 블랙 색상을 효과적으로 유지하면서, 10% 미만의 반사율과 이론밀도의 98% 이상의 치밀도를 가질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 블랙 알루미나는 기공이 거의 없는 치밀한 구조를 가지며, 소결밀도, 반사율, 색상, 절연저항(상온), 꺽임강도, 열팽창계수 등의 물성이 우수하다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에서 제안하는 출발원료 및 소결조제의 조성에 따른 다양한 실시예 별로 제조된 블랙 알루미나 제조 사진을 도시하고 있다. 실시예 1 내지 실시예3에 의해 제조된 블랙 알루미나는 흑색을 가짐을 알 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 대형 알루미나 성형장치를 도시하고 있다. 이하 도 4를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 알루미나 성형장치에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 4에 의하면, 알루미나 성형장치는 압력 펌프, 교반기, 재료공급관, 주입공, 성형틀, 배출공, 흡인용 감압챔버, 여과 수단, 배수공, 흡인관, 흡인공을 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 알루미나 성형장치에 포함될 수 있음은 자명하다.

압력펌프(100)는 교반기(102) 내부로 공기를 불어넣어 가압한다. 교반기(102)는 알루미나 분체 및 첨가제, 물을 혼합하여 이루어진 알루미나 혼합재료(A)를 재료 공급관(104)을 통해 성형 공간(B)으로 밀어 넣는다. 즉, 교반기(102) 내부에 있는 알루미나 혼합재료(A)는 압력펌프(100)의 압력에 의해 성형 공간으로 이동하게 된다. 알루미나 혼합재료(A)는 교반기(102)에서 불용성의 고체 미립자를 서스펜션 상태로 함유한 유동성을 지닌 고체와 액체의 혼합물인 슬러리상태로 혼합되어 진다. 본 발명의 압력펌프(100)는 처음부터 고압으로 공기를 불어넣는 것이 아니라 처음에는 낮은 압력으로 이후 높은 압력으로 공기를 불어넣는다. 이에 대해서는 도 4에서 살펴보기로 한다.

재료 공급관(104)은 교반기(102)에 있는 알루미나 혼합재료(A)를 성형공간(B)으로 유도하는 기능을 수행한다.

성형 공간(B)은 복수의 성형틀(108)로 구성된다. 성형 공간을 구성하고 있는 성형틀에 대해서는 도 2에서 알아보기로 한다.

성형틀(108)의 내면 둘레에는 수분배출은 허용하되 수분을 제외한 입자재료의 배출은 차단하는 여과수단(112)이 구비된다. 여과수단(112)은 고분자 멤브레인 필터가 가장 이상적이나 여과지, 부직포 등과 같은 미세 다공질체를 사용하는 것도 가능하다.

배출공(110)은 압력펌프(100)에 의한 주입압력과 흡인펌프(116)에 의한 흡인압력과 함께 알루미나 혼합 재료(A)의 수분이 성형틀(108)의 외부로 빠져나가는 통로역할을 하는 것으로써, 성형틀(108)에 다수를 고르게 형성하는 것이 바람직하다.

흡인용 감압챔버(114)는 내부에 흡인공간(C)을 마련하고 있으며, 일측에는 흡인펌프(116)를 구비하며, 하측에는 배수공(122)을 형성하여 이루어지는 것으로, 성형틀(108) 내부로 주입된 알루미나 혼합 재료(A)의 수분은 흡인공간(C)으로 배출된 다음 배수공(122)을 통해 흡인용 감압챔버(114)의 외부로 배출되어 진다.

배수공(122)은 배출공(110)에 의해 성형 장치의 외부로 배출된 수분을 흡인용 감압챔버(114)의 외부로 배출하는 기능을 수행한다. 배수공은 흡인펌프가 공기를 흡인하는 경우에는 흡인펌프의 효과를 보기 위해 개폐가 가능한 개폐부(124)를 포함한다. 개폐부(124)는 흡인펌프가 구동하는 경우에는 폐쇄되며, 흡인용 감압챔버에 고여있는 수분을 배출하는 경우에는 개방된다.

또한 흡인펌프(116)는 흡인관(118)을 이용하여 흡인공간과 연결되며, 이를 위해 흡인용 감압챔버에 흡인관(118)을 삽입할 수 있는 흡인공(120)이 형성된다.

흡인펌프(116)는 흡인용 감압챔버(114) 내부에 위치하고 있는 공기를 흡인하여 성형공간(B)상에 주입성형 되고 있는 알루미나 혼합 재료(A)의 수분을 흡인용 감압챔버(114)의 외부로 배출되도록 한다. 상술한 바와 같이 성형틀(108)의 내측에는 여과 수단(112)이 형성되어 있으므로 성형공간(B)상에 주입성형 되고 있는 알루미나 고체 재료는 외부로 배출되지 않고 수분만 외부로 배출된다.

도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 성형 공간을 형성하는 성형틀을 도시하고 있다. 이하 도 5를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 성형틀에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 5에 의하면, 성형틀은 하부 부재, 측부 부재, 상부 부재로 구성된다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 형태로 구성될 수 있다. 도 5(a)는 상방에서 바라본 하부 부재와 상부 부재를 도시하고 있으며, 도 5(b)는 상방에서 바라본 측벽 부재를 도시하고 있다.

하부 부재(a)는 일정한 두께를 갖고 평평한 직사각형 형태로 구성되어 있다. 하부 부재(a)는 알루미나 혼합 재료에 포함되어 있는 수분을 배출하기 위한 복수의 배출공이 형성되어 있다. 배출공의 개수 및 형태는 하부 부재의 크기 및 두께에 따라 달라질 수 있다.

상부 부재(a)는 하부 부재와 동일한 형태로 구성되는 것이 바람직하나, 배출공의 개수 및 형태는 하부 부재와 달라질 수 있음은 자명하다.

측부 부재(b)는 내부가 비어 있게 일정한 성형공간을 갖도록 직사각형 형태로 구성된다. 측부 부재(b)는 적어도 하나의 주입공이 형성되어 있다.

일반적으로 알루미나 혼합 재료가 성형 공간에 주입될 때 주입공이 형성되어 있는 부분에 인접한 공간에 주입되는 알루미나 혼합 재료의 밀도와 주입공이 형성되어 있는 부분으로부터 멀리 떨어져 있는 공간에 주입되는 알루미나 혼합 재료의 밀도는 차이가 발생한다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 복수의 주입공을 측부 부재에 형성한다.

부가하여 본 발명은 단순히 복수의 주입공을 측부 부재에 형성하는 것이 아니라 성형공간을 복수의 영역으로 구분하고, 각 영역에 주입성형된 알루미나 성형체의 밀도를 측정한다. 밀도가 제일 높은 영역의 밀도와 밀도가 제일 낮은 영역의 밀도의 차이가 임계치 이상이면 측부 부재에 복수의 주입공을 형성한다. 즉, 밀도가 제일 높은 영역의 밀도와 밀도가 제일 낮은 영역의 밀도의 차이가 임계치 이하이면 측부 부재에 하나의 주입공을 형성한다.

또한, 복수의 주입공을 형성하는 경우에도 성형틀의 형태에 따라 주입공을 형성하는 위치가 달라진다. 즉 밀도가 제일 높은 영역과 밀도가 제일 낮은 영역의 밀도 차이를 최소화할 수 있도록 주입공의 위치 및 개수를 설정한다.

이하에서는 밀도에 따른 주입공의 위치 및 개수가 달라지는 경우에 대해 알아보기로 한다.

주입공의 위치 및 개수는 성형틀의 내부 성형공간에 따라 달라진다. 성형공간의 부피에 비례하여 주입공의 개수가 증가된다. 즉, 측부 부재의 내부 빈공간이 클수록 성형공간의 부피 역시 증가하게 되며 따라서 균일한 밀도로 성형공간에 알루미나 혼합 재료를 주입하기 위해서는 복수의 주입공을 형성한다. 물론 형성되는 주입공에 따라 상술한 바와 같이 밀도가 높은 영역과 밀도가 낮은 영역의 밀도차를 최소할 수 있는 부분이 형성된다.

주입공의 위치 및 개수는 측부 부재의 형상에 따라 달라진다. 즉, 가로 방향과 세로 방향을 갖는 측부 부재에서 특정 방향의 길이가 다른 방향에 비해 상대적으로 긴 경우(일예로 세로 방향의 길이가 긴 경우) 상술한 바와 같이 성형공간에 알루미나 혼합 재료가 균일하게 주입되지 않는다. 따라서 성형공간전체에 균일한 밀도로 갖는 세라믹 성형체를 제조하기 위해서는 복수의 주입공을 형성한다. 물론 형성되는 주입공은 상술한 바와 같이 밀도가 높은 영역과 밀도가 낮은 영역의 밀도차를 최소할 수 있는 부분에 형성된다.

물론 주입공의 개수가 많으면 많을수록 성형공간의 각 영역에 주입되는 알루미나 혼합 재료의 밀도는 동일하게 된다. 하지만, 주입공의 개수가 많으면 제작 단가가 상승하며, 기타 단점이 발생하면 최적의 개수로 주입공을 형성해야 한다.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 성형틀에 형성되어 있는 주입공과 배출공의 상대적인 위치를 도시하고 있다. 이하 도 6을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 성형틀에 형성되어 있는 주입공과 배출공의 상대적인 위치에 대해 알아보기로 한다.

상술한 바와 같이 성형틀을 구성하고 있는 측벽부재에는 주입공을 형성하며, 상부부재 또는 하부부재는 배출공을 형성한다. 본 발명은 주입공이 형성되어 있는 부분과 상대적으로 먼거리에 위치하고 있는 상부부재 또는 하부부재에는 많은 배출공을 형성한다. 즉, 주입공이 형성되어 있는 부분에는 알루미나 혼합 재료의 밀도가 높은 반면 주입공이 형성되지 않은 부분은 알루미나 혼합 재료의 밀도가 낮게 된다. 따라서 알루미나 혼합 재료의 밀도가 낮은 부분에는 상대적으로 많은 수의 배출공을 형성하여 수분의 흐름을 알루미나 혼합재료의 밀도가 높은 쪽에서 알루미나 혼합 재료의 밀도가 낮은 쪽으로 유도한다. 이와 같이 수분의 흐름이 알루미나 혼합재료의 밀도가 높은 쪽에서 알루미나 혼합 밀도가 낮은 쪽으로 이동하게 되면, 주입공으로부터 주입된 알루미나 혼합 재료 역시 동일한 방향으로 이동하게 된다.

이와 같이 알루미나 혼합 재료의 이동에 의해 주입공이 형성되어 있는 부분의 알루미나 혼합 재료의 밀도와 주입공이 형성되어 있지 않은 부분의 알루미나 혼합 재료의 밀도는 동일하게 된다.

도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 성형 장치를 구성하고 있는 압력펌프에서 압력을 가하는 예를 도시하고 있다.

도 7에 의하면 압력펌프는 초기에는 낮은 압력(일 예로 0.1 MPa)으로 가압하며 이후 서서히 압력을 높여 최대압력 0.5 MPa까지 올려 3시간 유지한다. 이후 3시간 동안 최대압력으로 가압한 후 성형장치 내부의 응력을 줄이기 위해 단계적으로 고압에서 저압으로 감압하여 성형을 종료한다.

본 발명과 관련하여 도 7은 세 단계를 거쳐 최대 압력에 도달하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 사용자의 설정에 따라 세 단계 또는 4 단계 이상의 과정을 거쳐 최대 압력에 도달할 수 있다.

도 7은 0.1 MPa에서 0.5시간, 0.2 MPa에서 0.5시간을 유지한 후 최대 압력인 0.5 MPa에서 3시간을 유지하는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 설정된 압력을 유지하는 시간 역시 사용자에 의해 달라질 수 있다. 하지만, 최대 압력에 도달하기 위한 시간은 최대 압력을 유지하는 시간보다 작게 설정하는 것이 바람직하다.

부가하여 흡인펌프에서 흡인하는 압력은 압력펌프의 압력보다 낮게 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 너무 높은 압력으로 흡인하는 경우 동일한 밀도를 갖는 알루미나 성형체를 얻는 것이 아니라 밀도가 동일하지 않는 알루미나 성형체를 얻을 수 있게 된다. 따라서 흡인펌프의 흡인 압력은 낮게 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (4)

1. 출발원료인 Al₂O₃에 색상을 발현하는 첨가제와 소결조제로 SiO₂, CaO, MgO, TiO₂, MnO₂, Fe₂O₃ 및 Cr₂O₃를 첨가하여 알루미나 혼합물을 제조하는 단계;
   상기 알루미나 혼합물을 증류수 혹은 유기용제를 적심제로 습식 혼합하여 혼합 슬러리를 얻는 단계; 및
   상기 혼합 슬러리를 건조하고 성형한 후 소결하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 블랙 알루미나 제조 방법.
   
2. 천공된 복수의 배출공으로 수분을 배출하며, 판상 형태를 갖는 하부 부재 및 상부 부재를 포함하며,
   상기 하부 부재와 상기 상부 부재의 사이에 형성되며, 일정 높이를 갖고 내부가 비어 있으며, 제 1항의 블랙 알루미나 제조 방법에 의해 제조된 수분이 포함된 알루미나 혼합 재료가 주입되는 적어도 두 개의 주입공이 천공되어 있는 측부 부재를 포함하는 성형틀;
   상기 성형틀의 내측에 형성되는 여과 수단;
   상기 성형틀 내부로 공기를 불어넣어 가압하는 압력 펌프를 포함하며,
   상기 압력 펌프는 상이한 압력을 갖는 적어도 2단계의 가압 공정을 통해 최대 압력에 도달함을 특징으로 하는 특징으로 하는 알루미나 성형장치.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 알루미나 성형 재료에 포함되어 있는 수분을 흡인하기 위한 흡인펌프를 포함하며,
   상기 성형틀과 성형틀의 외부에 형성되어 있는 흡인용 감압챔버 사이에 형성되는 흡인공간과 상기 흡인펌프를 연결하는 흡인관을 포함하며,
   상기 흡인관은 상기 흡인용 감압챔버에 천공되어 있는 흡인공을 통해 상기 흡인공간으로 연결되는 알루미나 성형장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 감압용 흡인챔버는 상기 배출공을 통해 배출된 수분을 외부로 배출하기 위한 배수공을 포함하며, 상기 배수공을 개폐하기 위한 개폐부를 포함함을 특징으로 하는 알루미나 성형장치.
   

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