일반기술

Carrageenan 겔을 이용한 세라믹, 금속성 파우더 몰딩

세라믹과 분말야금 분야에서 형체형성에 carrageenan에 기초한 겔 첨가제의 사용을 개발. 60-85°C 의 낮은 점도를 지닌 세라믹, 금속성 파우더 수성 현탁액에 Carrageenan 을 첨가하여 비기공 몰드에 주조하거나 사출성형한 후 냉각시키면, 단순한 모양, 혹은 복잡한 모양의 높은 습태강도를 지닌 제품이 형성된다.세라믹과 분말야금 분야에서 형체형성에 carrageenan에 기초한 겔 첨가제의 사용을 개발. 60-85°C 의 낮은 점도를 지닌 세라믹, 금속성 파우더 수성 현탁액에 Carrageenan 을 첨가하여 비기공 몰드에 주조하거나 사출성형한 후 냉각시키면, 단순한 모양, 혹은 복잡한 모양의 높은 습태강도를 지닌 제품이 형성된다.기술 특징 ---------------------------첨가제로 carrageenan 을 사용하여 금속성 파우더, 세라믹 파우더, 복합재 등의 형태를 형성. 수소 결합을 통한 이중 나선형 구조를 형성하기 위해 매질이 고착제 겔형성에 필요. 겔 첨가제의 특성을 충분히 활용하려면, 물에 완전히 용해시키는 것이 필요. 용액 내 양이온의 특성이나 양, 농도에 따라 다르긴 하지만 통상적으로 70°C 이상의 온도에서 용해시키는 것이 필요. 냉각하면 열가역성을 지닌 고강도의 단단한 겔이 얻어짐(1000 g/cm2 al 1,5% , 20°C). 용액의 특성에 따라 겔 온도는 통상 35-50°C 임. carrageenan 농축도에 따라 강도가 높아짐. 안정된 수성현탁액에 carrageenan을 첨가하여 세라믹 파우더, 금속성 파우더를 형성2가지 방법: 1) 겔 첨가제를 완전히 용해시키기 위해 분말 현탁액에 carrageenan 파우더를 첨가하고, 균질화 한 후 70°C 이상으로 가열. 2) 고착제를 70-80°C 이상의 물에 용해시키고, 뜨거운 용액을 carrageenan 겔 온도 (통상 35-50°C)이상으로 가열한 세라믹, 금속성 현탁액에 첨가. 파우더의 성질에 따라 20-60-volume %의 농축도를 갖도록 현탁액을 준비. 캐스팅이나 사출성형시에 혼합물이 주형안에 잘 채워질 수 있도록 유동적이 되는 것이 바람직함. 제품의 균일성을 유지하는데 현탁액의 안정성이 중요한 역할을 함. 겔은 물분자와 결합하여 형성되고 분산된 입자가 개입하지 않기 때문에, 이 방법은 정전기, 원자 공간적 배치 (steric), 전자 스테릭 등 여러 메커니즘을 통해 현탁액의 안정성을 확보. 가열된 현탁액을 주형에 주입하여 몰딩 형성. 겔 온도 이하로 냉각. 건조. 건조 후에 소결 (sinter)처리. 이러한 절차를 거쳐 단순 또는 복합 망 형상의 제품이 생산되고, 이론적 최고 밀도98 % 보다 높은 소결 밀도를 얻을 수 있음.최종 수축도는 재료의 특성과 현탁액의 고형물(solid )에 좌우되며 알루미나의 경우엔 18%의 수축도를 보임.혁신적인 사항:carrageenans 을 겔 첨가제로 사용하여 세라믹, 금속 파우더를 형성. 겔의 고강도를 유지하여 높은 습태 강도를 지닌 제품 생산이 가능. 이는 조작을 쉽게 하며 기계작업을 줄임. 겔 첨가제의 효율성이 높아 낮은 농도에서 첨가하는 것도 가능하고 별도의 열처리가 필요하지 않음.주요 장점:공정이 간단하고 산업용으로 확대가 용이. 슬립 캐스팅에 소요되는 형성시간을 획기적으로 줄여줌. 높은 습태 강도를 가진 망 모양의 부품이 얻을 수 있음. 이로 인해 기계작업단계를 줄이거나 절약할 수 있어 비용절감효과를 가져옴. 그 외에 carrageenan 는 식품산업에 사용되는 환경친화적인 제품이고 가격이 저렴함.