KR940010088B1

KR940010088B1 - 저 팽창 유리 제조방법

Info

Publication number: KR940010088B1
Application number: KR1019920009517A
Authority: KR
Inventors: 안만수
Original assignee: 안만수
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1994-10-21
Also published as: KR940000387A

Abstract

내용 없음.

Description

저 팽창 유리 제조방법

본 발명은 급 가열 또는 급 냉각 시키더라도 일정한 온도범위 내에서는 팽창 계수가 0∼1.0×10^-7이내로 되는 저 팽창 유리 또는 세라믹의 제조방법에 관한 것이다.

저 팽창 유리 제조방법에 관한 종래 기술은 용융 온도가 비교적 높은 내화물을 통상의 도자기 제조에 이용하는 방법과 같은 방법을 사용하는 바, 보통 800℃ 이하의 온도에서는 세라믹의 팽창 계수가 작기 때문에 이러한 성질을 이용하여 약간의 실용성이 있는 제품(예를 들면 음식을 담는 뚝배기에 사용하는 세라믹 등)을 만드는 방법이 있었다. 또한, 최근에는 1989년도 발표된 것으로 미국 IBM 연구소에서 합성에 성공한 리튬(Lithia), 알루미늄(Aluminum), 실리콘(Silicon)의 합성물질 (이하 LAS라 한다)인 신 소재로 합성된 β-Spodumene같은 물질이 공지된 바 있으나, 이것은 불순물이 들어 있지 않은 순수 원료만으로 실험실에서 소량 합성에 성공한 것에 불과하다. 따라서, 상기 기술은 저 팽창 소재 제조면에서는 성공하였으나 불순물이 많이 함유된 규석, 납석, 점토, 등 천연광석을 사용하여 유리 또는 세라믹을 제조하는 경우에는 이들 재료의 정제등을 필요로 하고, 정제 공정은 매우 고가이기 때문에 경제성 있는 제조방법으로 볼 수 없는 문제점이 있다 할 것이다.

본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 개발된 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 리튬(Lithia), 알루미늄(Aluminum), 실리콘(Silicon)의 합성물질, 즉 LAS의 제조방법에 있어서, 상기한 선행기술에서는 반드시 거쳐야만 했던 원료 정제 공정이 전혀 필요없고, 일반적으로 순도가 낮고 불순물이 다량 함유된 염가의 천연 원료를 그대로 사용하되, 원자 또는 분자간 융합을 촉진시켜 줄 수 있는 촉매를 적정량 첨가함으로써, 대량의 LAS 합성이 가능하고, 코스트가 대폭 절감된 저 팽창 유리 또는 세라믹의 제조방법을 제공하는 것이다.

이하 본 발명의 실시예에 관해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 탄산리튬(Li₂CO₃), 삼산화알루미늄(Al₂O₃), 이산화규소(SiO₂)에 포함된 Li, Al 및 Si를 주 성분으로 하여 이들을 몰( mole )비로 1: 1: 4가 되게 혼합하고, 이산화지르콘( ZrO₂) 또는 ZrSiO₄를 촉매로서 첨가하되, SiO₂대비 3%이내가 되도록 하고, 혼합된 원료를 평균 입자 크기가 200매쉬 이내가 되도록 볼 밀 (ball mill) 처리하고, 성형에 적합한 정도로 수분 함량을 조절하여 필요한 용도의 모양으로 성형한 후, 건조한 다음, 1300℃ 정도의 온도로 최종 소성 시킨다. 상기한 공정을 거치면 산화리튬(Lithum Oxide) 원자가 Al, Si 원자들과 결합하여 온도 변화에 따른 Al, Si 원자간 운동량의 변화가 현저히 감소하게 되어 내열온도가 약 1400℃인, 팽창이 거의 없는 세라믹 합성물을 얻을 수 있다. 이때, 리튬(Lithia), 알루미늄(Aluminum), 실리콘(Silicon)의 조성 비율이 몰비로 1:1:4를 유지하면, 원재료가 규석, 점토 또는 납석등 천연 재료의 조성상태와는 관계없이 양호한 LAS를 얻을 수 있다.

Al₂O₃, SiO₂의 함량은 상기 기본 비율에서 약 ±5% 범위 내에서 조절이 가능하다.

그러나, 이를 초과하면 완벽한 LAS의 합성은 기대할 수 없다. 이를 반응식으로 표시하면 다음과 같다.

즉,

Li₂Co₃+ Al₂O₃+ (SiO₂)₄+ZrSiO₄or ZrO₂

→ Li+Al+Si₂+O₆+CO₂

→ LiAlSi₂O₆

합성 후, 상기 각 주성분인 리튬, 알루미늄, 실리콘의 결합정도의 확인은 엑스알디(XRD) 피크 치 분석으로 가능하다.

이렇게 조성된 라스(LAS)로 제조된 용기등 생상물은 약 1400℃의 내열온도를 가지므로, 급 가열 또는 급 냉각 시키더라도 팽창계수의 변화는 거의 무시할 정도가 된다. 따라서, 본 발명의 제조방법에 따르면, 내열성, 내구성, 내 변형성이 현저하게 개선되는 효과가 있다.

Claims

Li₂CO₃, Al₂O₃, SiO₂를 일정량 혼합하고, 1300℃로 소성하여 성형함을 특징으로 하는 저 팽창 유리의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, Li(Lithia), Al(Aluminum) 및 Si(Silicon)를 1 : 1 : 4의 몰비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 저 팽창 유리의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 원료물질 혼합과 동시에 촉매제인 ZrSiO₄또는 ZrO₂를 3% 첨가하는 것을 특징으로 하는 저 팽창 유리의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기한 저 팽창 유리는 LiAlSi₂O₆를 기본 조성식으로 하는 것을 특징으로 하는 저 팽창 유리의 제조방법.