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작성일 2015-09-23 조회수 1019
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니즈정보_유리세라믹 제조 : 금-구리 광미 재활용 기술

○ 유리세라믹(glass-ceramics; GC)이란 결정화 유리(crystalline-glass)라고도 불리며 유리 내부에 미세 결정을 갖는 물질을 말하며, 일반적으로 무기 재료의 일종을 지칭한다. GC는 고온 용융 상태의 다량의 광물 원료로부터 제조된다. GC 제조 주원료로 천연 광물(예: 규산염), 광산폐기물 광미, 산업 폐기물 등이 활용된다. 산업 폐기물로는 용광로 슬래그, 강철 슬래그, 구리 슬래그, 야금 슬래그, 비산회 등이 쓰이고 있다.

 

? 유리의 성질과 세라믹의 성질 모두를 지닌 GC는 탁월한 마찰 마모 내성, 열 안정성, 화학 저항성 등을 갖는다. 이 때문에 여러 산업 부문(예: 야금, 화학 공학, 전기 공학)에서 기능성 재료(예: 항균용, 비료용, 방오용)로 널리 활용되고 있다.

 

○ 결정화(crystallization) 방법에는 두 가지가 있다: 1) 핵생성을 위한 첨가제(즉, 핵제)를 활용한 결정화 방법; 2) 핵제 첨가 없이 결정화를 유도하는 방법. 여기서, 핵제(nucleating agent)는 결정화 속도를 촉진시키고 결정 크기를 미세화시켜 결정화 속도를 증가시킨다. 이는 공정 시간을 단축시키고 기계적 물성을 향상시키는 첨가제이다. 핵제로는 Fe2O3, TiO2 등이 사용된다.

 

○ 광산폐기물 광미를 사용하는 GC 제조 기술이 개발되면, 광물 자원의 채굴시 발생하는 폐기물인 광미의 누적량이 감축되고 에너지 소비가 적은 지속가능한 친환경 기술 생태계가 구축된다. 예컨대, 핵제 첨가 없는 GC 소결 기술이 이에 해당한다.

 

○ 국내 현황 및 향후 연구 개발 동향 : 광미 폐기물로부터 GC 제조과 관련하여, 핵제 첨가 없는 소결 기술 연구는 국내에서 알려진 바 없다. 그러나 GC 제조 기술과 관련하여, 국내에서 2013년에 충북대학교에서는 불화물 나노결정을 함유한 산소불화 유리세라믹 제조 기술을 연구하였다. 향후에는 핵제 기능을 갖고 있는 광미 폐기물을 재활용하여 기능성 GC를 제조하는 핵제 없는 소결 기술이 연구 개발되어 사업화되어야 한다.

 

http://www.reseat.re.kr/tech/artView.st?C_OBJECT_INDEX=79795&sel

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