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알루미나의 조직 제어와 마모 특성(Microstructure Control and Wear Properties of Alumina)

전문가 제언: □ 알루미나는 알루미늄의 산화물로서 지구상에 산소, 규소 다음으로 많이 존재하는 물질이다. 보크사이트나 수산화 알루미나를 1,000℃ 이상으로 가열하면 알루미나가 얻어진다. 천연으로 산출되는 코란덤(corundum-일명 금강사라고 칭한다)은 α알루미나이며, 이것에 산화크롬 CrO를 0.2%정도 함유하는 것이 루비(홍옥)이고, 산화티타늄 TiO2와 산화철 FeO가 각각 0.1~0.2%함유하는 것이 사파이어(청옥)다. 이들은 불순물로 함유된 것이나 투명하며 이들의 경도는 다이아몬드 다음으로 단단하여 모스굳기가 9이다. 이와 같이 그 성질이 가양하고 특이한 성징을 가지고 있는 물질이다. 이 외에도 전기·광학·자성·윤활·촉매·인쇄·습기조절, 인공관절 등 다양한 기능적 용도로 사용되고 있다.

□ 인류는 오랜 세월동안 금속 문화에 젖어서 모든 소재는 철만 염두에 두고 철사용에 익숙해졌으며 습관화되어 버렸다. 신소재 세라믹의 뛰어난 우수성을 이용하려면 우선 철을 대하였던 고정관념을 버리고 신소재의 사용법을 개발하여 우리 생활에 활용할 때 철의 소재에서 보지 못한 새롭고 우수한 특성을 발견하게 될 수 있다고 본다.

□ 알루미나 세라믹은 신뢰성이 낮고 가격이 비싸 제한적으로 사용되었다고 본다. 그러나 본 설명에서 알 수 있는 것과 같이 입자 조절, 소성온도 조절, 이물질 첨가, 2층화 하는 등의 여러 가지로 기술을 개발하여 기계적 성질을 조절 할 수도 있다. 이것이 비싼 첨가물이나 복잡한 방법을 강구하는 것이 아니라 종래의 조직제어기술과 제조공정을 그대로 이용하는 것이므로 우리도 이 분야를 신소재 분야로 어렵게만 여기지 말고 손을 뻗혀 많은 연구와 응용이 있어야 하겠다.

저자: Yu-ichi YOSHIZAWA
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