다기능 세라믹에 백색 용융 알루미나 360#이 사용되는 이유는 무엇입니까?

먼저, 백색 용융 알루미나 360#이란 무엇입니까?

• 백색 용융 알루미나(WFA): 고순도 알루미나(Al₂O₃)를 전기 아크로에서 소성하여 생산되는 합성 연마재입니다. “백색”이라는 명칭은 높은 순도(일반적으로 99% 이상의 Al₂O₃)를 나타내며, 이는 우수한 기계적 특성과 화학적 불활성을 제공합니다. 모스 경도 9로 다이아몬드 바로 아래 경도이며 강도 또한 매우 높습니다.
• 360# (입자 크기): “#”는 FEPA(유럽 연마재 생산자 연맹) 표준에 따른 입자 크기를 나타냅니다.  360#는 중간 입자 크기가 약 22.8 마이크론인 미세 분말입니다. 참고로, 280#보다 미세하고 400#보다 굵습니다. 따라서 미세 입자 연마재 충전재 범주에 속합니다  .

다기능 세라믹에 이상적인 이유는 무엇일까요?

1. 강도와 소결의 최적 균형

• 입자 충진: 세라믹 가공에서, 잘 충진된 분말층은 고온에서 더욱 조밀하고 균일하게 소결(융합)됩니다. 360#과 같이 단일하고 제어된 입자 크기를 사용하면 배합물 내 다른 세라믹 분말과의 효율적인 충진이 가능합니다.
• 강화 효과: 360# 입자는 세라믹 매트릭스 전체에 균일하게 분포될 만큼 미세하여 강화상 역할을 합니다. 이 입자들은 균열의 성장을 억제하여 세라믹의  파괴 인성과 기계적 강도를 크게 향상시킵니다 .
• 소결 제어: 알루미나 입자가 너무 크면 제대로 결합되지 않아 약점이 생길 수 있습니다. 반대로 너무 미세하면(예: 800# 또는 1000#) 표면적이 넓어 과도하고 예측 불가능한 소결 수축이 발생하여 변형이나 결함이 생길 수 있습니다.  360#은 효과적인 보강을 할 만큼 충분히 미세하면서도 소결 공정을 방해하지 않는 최적의 입자 크기를 제공합니다 .

2. 향상된 기계적 특성

• 높은 경도 및 내마모성: WFA는 현존하는 가장 단단한 소재 중 하나입니다. WFA를 첨가하면 세라믹의 마모, 긁힘 및 침식 저항성이 크게 향상됩니다. 이는 산업용 라이너, 절삭 공구, 마모판 및 펌프 씰과 같은 부품에 매우 중요합니다.
• 높은 강도 및 강성: 알루미나 결정 구조의 강력한 이온 결합은 최종 세라믹 제품에 높은 압축 강도와 강성을 부여합니다.

3. 뛰어난 열적 특성

• 높은 열 안정성: WFA는 매우 높은 융점(약 2050°C)을 가지고 있으며 분해되지 않습니다. 따라서 이 세라믹 복합재는 고온에서도 구조적 안정성과 물성을 유지할 수 있습니다.
• 우수한 열전도율: 알루미나는 열전도율이 뛰어납니다. 이는 열을 빠르게 발산하여 열 응력 축적 및 균열을 방지하는 데 도움이 되며, 전자 기판이나 방열판과 같은 응용 분야에 매우 중요합니다.

4. 뛰어난 전기 절연 성능

• 전자 기판 및 패키지.
• 고온로의 절연 부품.
• 전기적 절연과 열 방출이 모두 필요한 부품.

5. 화학적 불활성

요약: WFA 360#의 주요 장점 (표)

다기능 세라믹의 일반적인 응용 분야:

• 고급 내화물: 마모가 심하고 고온인 산업용 용광로의 내화재로 사용됩니다.
• 구조용 세라믹: 자동차 및 항공우주 산업용 부품(예: 베어링, 밸브)에 사용됩니다.
• 전자 세라믹: 기판 또는 절연 부품의 충전재로 사용됩니다.
• 내마모성 부품: 심한 마모에 노출되는 타일, 라이너, 노즐 및 연삭 매체.