반도체 폐 Si 슬러지를 이용한 질화규소세라믹의 제조 = Fabrication of Silicon Nitride Ceramics Using Semiconductor-Waste-Si Sludge
저자
이병택 (공주대학교 신소재공학부) ; 김해두 (한국기계연구원 요업재료 그룹) ; 유정호 (공주대학교 신소재공학부)
발행기관
공주대학교 자원재활용 신소재 연구센터(Regional Research Center for New Materials by Recycling Designated by KOSEF)
학술지명
권호사항
발행연도
1999
작성언어
Korean
KDC
321.3
자료형태
학술저널
수록면
396-401(6쪽)
제공처
반도체 폐 Si슬러지를 이용하여 질화반응 및 post-sintering을 통해 제조된 질화규소세라믹의 미세조직 및 기계적 특성을 광학현미경, SEM 및 XRD를 이용하여 연구하였다. 상당량의 SiO₂비정질상을 포함하는 폐 Si분말에서 많은 microcracka이 관찰되었다. 폐 슬러지를 사용한 Si 성형체의 질화율은 상용되고 있는 Si분말을 이용한 성형체의 값에 비해 낮은 값을 보였다. 그러나 질화온도가 증가함에 따라 질화율은 증가하였으며 1470℃에서 질화율은 98%를 보였다. 반응소결체내에 존재하는 Si₁N₄의 결정은 α와 β상으로 혼재되어 있으며 상당량의 산질화규소상이 검출되었다. 1950℃에서 후처리된 시료의 최대파괴인성 및 파괴강도 값은 각각 5.6 MPa로 MPa로 H. C. Starcktk사의 Si을 이용한것에 비해 낮은 값을 보였으며 이는 산질화규소 형성에 기인된 것으로 사료된다.
The microstructures and mechanical properties of Si₁N₄ceramics produced by nitridation and post-sintering using semiconductor-waster-SI sludge were investigated. Lots of microcracks were observed in the waste-Si powders which contained some amounts of amounts of amorphous SiO₂. The nitridation rate of waste-Si compacts showed lower value than that of commercial Si powder compacts. The nitridation rate was increased with increasing nitridation tempera ture and then the percent of nitridation at 1470℃ showed 98%. The phases of Si₁N₄in the reaction-bonded bodies were mixed wit αand β-type, and small amounts of Si₂N₂phase while those after post-sintering were β-Si₁N₄and α-Sialon. The sample post-sintered at 1950℃ showed the fracture toughness of 5.6 MPaㆍm1/2 and the fracture strength of 497 MPa which were lower than those of sintered body using commercial Si powder possibly dur to the for-mation of α-Sialon phase.
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