일반기술

자전 고온 합성 반응법에 의한 질화 알루미늄

자전 고온 반응 합성법이란 두 개이상의 원소가 반응하여 화합물을 합성할 때 발생하는 자체 합성열을 이용하여 금속간화합물또는 세라믹을 합성하는 에너지 절약형이고 생산성이 높은 공정이다. 질소와 알루미늄이 반응하는 경우에도 매우 큰 합성열이 발생하는데 이 반응열이 질화 알루미늄생성물의 온도를 4000oC이상으로 가열하기 때문에 외부 열원의 공급없이도 반응이 스스로 진행되게 된다. 질화 알루미늄은 열전도도가 320W/mK정도로 매우 높고, 유전율이 작기 때문에, 열을 잘 방출하고 전기적으로는 절연 특성이 요구되는 분야에 주로 적용이 기대되고 있다. 예를 들면 전자 패키징의 기판재료와 폴리머재료의 열전도도를 향상시키기위하여 충진재(Filler)로의 적용이 기대되고 있다. 기존에 질화 알루미늄을 자전 고온 반응 합성법으로 제조하기 위해서는 약 1,000기압정도의 높은 질소 가스의 압력이 요구되었다.본 연구에서는 이를 8기압정도의 낮은 질소 압력에서도 완전한 질화 알루미늄이 제조될 수 있도록 제조 공정을 개발하였다. 특히 질화 알루미늄이 폴리머재료의 충진재로 사용될 경우에는 구형의 형상보다는 휘스커 형상을 가지는 것이 필요한 데, 본 연구에서는 그의 형상을 촉매제, 희석제, 질소 압력 등의 제조 변수를 조절하여 구형, 판상형, 휘스커 형상으로 조절할 수 있는 방법을 개발하였다.