일반기술

고강도 도자기 소지 제조기술

소지의 강도를 증가시키는 방법으로 점토(clay), 도석(pottery stone), 고령토(kaolinite), 장석(feldspar), 실리카(silica)를 사용한 기본 자기소지에 Al2O3를 입도에 따라 첨가하여 mullite 결정을 증가시키고 입도분포가 최밀 충전되도록 조정함으로 소결체의 미세구조가 치밀화되고 물리적 강도가 향상되는 소지를 개발하였다. 여기에 Al2O3 powder를 1, 3, 5, 10%첨가하였다. 이때의 Al2O3 powder의 입자크기는 3～5㎛, 1～3㎛, 및 0.2～0.5㎛등 세가지의 범위이다. 최밀충전에 필요한 미분쇄는 planetary mill, grinding bowl 250㎖을 사용하여 각각 혼합된 시료를 240rpm의 속도로 일정 시간동안 분쇄 및 혼합하였다. 소성은 3C°/min 속도로 1220C°, 1250C°, 1280C°, 1350C°까지 승온 시킨 뒤 각각의 최고 온도에서 1시간 유지한 후 실온까지 로냉 시킴다음 꺾임강도, 전자현미경 등으로 소결체의 고강도 특성을 구명하였다.1.입도분석 결과 평균 입자 크기가 기본소지는 9.33㎛이고 Al2O3 powder의 입도에 따라 10㎛-20㎛ 범위의 입도 분포를 보였다. 특히 Al2O3 powder의 입자 크기에 따라 분쇄 효과가 달라짐을 확인하였다. 2. X-ray pattern은 1220℃ 소성 소지에서는 mullite와 cristobalite, wollastonite, orthoclase 결정상이 나타났지만 1250℃이상의 소성 소지는 quartz와 mullite, 5% 이상의 Al2O3 powder를 첨가한 소지는 α­corundum 결정상이 나타났다. 3. 꺽임강도(1280℃시편)는 기본소지와 비교하여 Al2O3 powder를 첨가하였을 때 비교값은 각각 6.0％, 9.2％, 13.5％, 20.1％, 21.6％, 22.6％, 1.7％, 1.5％, 1.5％로 더 증가 되는 것을 확인하였다. 4. 미세구조(1280℃시편) 관찰 결과 Al2O3 powder를 첨가한 소지는 mullite 섬유 결정상 평균 두께는 247Å, 108Å, 261Å 및 140Å로 나타났다.1) 기술적 측면 기존의 소지보다 10%이상의 강도가 향상된 고강도 도자기 소지를 개발함으로서 도자기 제조기술의 품질향상을 기함. 2) 경제․산업적 측면 중국 등 후진국의 저가의 수입품에 대한 경쟁력을 확보하고 또한 국내의 금속 및 플라스틱 등 비위생적인 식기와의 비교 우위를 점함으로서 시장확대 및 수지개선으로 도자기 산업의 발전을 기함. 3) 활용방안 가)도자기 제품의 품질 향상기술을 도자기 업계에 전파하여 고 품질 도자기 기술 개발에 활용 한다. 나)금속 및 플라스틱과의 식기시장 경쟁의 우위를 확보하는 계기를 갖게 한다.