EN
고온 세라믹 부품용 산화알루미늄 원료 선정
현재, 신규 알루미나 소재는 고급 전자제품, 정밀 구조 부품, 신에너지, 광학, 바이오의료 등 다양한 분야에 점차 널리 적용되고 있습니다. 일부 핵심 부품은 내열성, 전기 절연성, 내식성, 고강도 및 고경도 등의 특성 덕분에 광범위하게 채택되고 있습니다. 이러한 공학용 세라믹(고온 구조용 세라믹이라고도 함)의 실용성과 내구성은 약 80%가 알루미나 원료의 적절한 선정 여부에 달려 있습니다. 원료 선택이 부적절할 경우, 이후 모든 소결, 가공 및 성능 개선 작업이 무의미해집니다.
신규 알루미나 소재 산업 분야에서 오랜 기간 깊이 축적된 전문성을 갖춘 기업으로서, 산동 그레이트썬 아오펑(Greatsun Aopeng)에서 제조한 소성 α-알루미나는 오랜 기간 고객사의 원료 사용 데이터 분석 경험을 축적해 왔습니다. 이에 기반하여 실제 경험을 바탕으로 간략히 논의해 보겠습니다……
고온 세라믹 부품 선정 시 반드시 고려해야 할 세 가지 핵심 지표
1. 순도(가장 중요함)
2. 결정 형태/상 구조
3. 입자 크기 및 과립 상태(성형 및 소결 효과를 결정함)
순도: 최대 내열 온도를 직접 결정함
92% 및 95% 알루미나는 유리 상을 다량 함유하여 고온에서 연화 및 변형이 쉽게 일어나 강도가 제한적이며, 저온 및 일반 작동 조건의 내마모 부품에만 적합하며 고온 구조 부품에는 사용할 수 없음.
99%, 99.5%, 99.7% 고순도 알루미나는 유리 상이 극히 적어 고온에서의 크리프가 낮고 내화성이 높아 고온 세라믹 부품의 표준 원료임.
따라서 고온 부품에는 99% 이상의 고순도 알루미나를 직접 선택해야 함.
결정 형태: α-Al₂O₃는 고온에서 안정적인 기질임
γ-Al₂O₃: 반응성이 높으나 상전이 시 고온에서 큰 수축 및 변형이 발생함
α-Al₂O₃: 고온에서 안정적이며, 밀도가 높고 부식 및 마모 저항성이 우수함
고온 세라믹 부품 제조에 필수적인 원료: α상 알루미나 미세분말 / 과립 분말
입자 크기 및 과립화 정도: 고밀도 고온 부품의 소결 여부를 결정함
미세 분말: 소결 밀도가 높고 고온 성능이 우수하나 유동성이 낮음
과립 분말: 성형 성능이 우수하고 밀도 분포가 균일하여 드라이 프레싱 및 등정압 프레싱에 적합함
고온 구조 부품은 순도 99% 이상의 과립 알루미나 분말을 선호함
따라서 원료 공급원에서 원재료를 선정할 때는 신중한 검토가 필요합니다. 진정한 고품질 고온용 알루미나 분말은 다음과 같은 특성을 갖습니다: 우수한 구형도, 우수한 유동성, 안정적인 소결 수축률, 높은 소결 후 밀도, 그리고 적은 폐쇄 기공. 이러한 특성을 갖춘 분말만이 고온 강도 및 열 충격 저항성이 향상된 고온 세라믹 부품을 제조할 수 있습니다. 핵심 원칙 하나: 순도 99% 이상의 고순도 α-Al₂O₃를 사용하며, 불순물 함량이 낮을수록 고온 성능이 더욱 안정적입니다.
당사는 AL-10B 알루미나 분말을 추천합니다. 현재 이 제품은 세라믹 기판, 패키징 웨이퍼, 세라믹 척, 절연 링, 세라믹 베어링, 방탄판, 장갑 보호 부품 등을 생산하는 국내 기업에서 안정적으로 사용되고 있습니다. 당사의 CX99 및 CX995 과립 분말은 소결 후 체적 밀도가 3.88 g/cm³ ~ 3.9 g/cm³ 이상입니다.
물리·화학 지표 표
| 시험 항목 | 단위 | 시험 장비 | 측정 값 | 시험 근거 및 설명 |
| Al₂O₃ | % | X선 형광 분광기 | 99.783 | GB/T 15154-94 |
| Na₂O | % | X선 형광 분광기 | 0.0333 | GB/T 15154-94 |
| SiO₂ | % | X선 형광 분광기 | 0.0137 | GB/T 15154-94 |
| Fe₂O₃ | % | X선 형광 분광기 | 0.0121 | GB/T 15154-94 |
| 주 결정 입자 크기 시험(OMEC POP-9) | ||||
| D10 | μm | / | 0.845 | GB/T 15154-94 |
| D50 | μm | / | 1.498 | GB/T 15154-94 |
| D90 | μm | / | 2.373 | GB/T 15154-94 |
CX99 과립 분말의 물리·화학적 지표:
| 번호 | 시험 항목 | 세부 항목 | 평균 값 |
| 1 | 화학적 구성 (%) | Al₂O₃ % | >99 |
| SiO₂ % | 0.33 | ||
| Fe₂O₃ % | 0.015 | ||
| Na₂O % | 0.05 | ||
| 2 | 벌크 밀도 | g/cm³ | 1.04 |
| 3 | 수분 함량 | % | 0.6 |
| 4 | 생체 밀도 | g/cm³ | 2.35 |
| 5 | 점화에 의한 손실 | % | ≤4.0 |
| 6 | 입자 크기 D50 | μm | 0.76 |
| 7 | 소결 온도 | ℃ | 1630 |
| 8 | 지속 시간 | h | 2.5 |
| 9 | 소성 세라믹 밀도 | g/cm³ | 3.88 |
| 10 | 평균 수축률 | – | 1.196 |
| 11 | 입자 크기 분포 | 메시 | 60–250 |
| 12 | 세라믹 색상 | – | 담황색 |
| 검사자 도장 | — | 2 | 시험 결과: 적합 |
CX995 과립 분말의 물리·화학적 지표
| 물리적 특성 | 단위 | 측정 값 |
| 과립 분말 D50 | μm | 90 |
| 벌크 밀도 | g/cm³ | 1.15 |
| 점화에 의한 손실 | % | 3.5 |
| 수분 함량 | % | 0.35 |
| 화학적 성질 | 단위 | 측정 값 |
| Al₂O₃ | % | 99.5 |
| Na₂O | % | 0.05 |
| CaO | % | 0.03 |
| MgO | % | ≤0.1 |
| Fe₂O₃ | % | 0.03 |
| 세라믹 특성 | 단위 | 측정 값 |
| 주 결정 크기 | μm | 0.85 |
| 중위 입자 크기 D50 | μm | 1 |
| 압축 밀도(100MPa) | g/cm³ | 2.3 |
| 소결 밀도(1650℃/2시간) | g/cm³ | 3.92 |
| 수축률 | % | 17 |
자세한 데이터는 문의하여 상담받으시기 바랍니다.
원료 제조업체를 선정할 때는 생산량 또는 일시적으로 높은 지표가 곧 고품질 분말을 의미하지 않으며, 일관된 재료 성능과 안정적인 품질이 핵심 기준입니다. 단순히 낮은 가격만을 기준으로 원료를 구매하면 결국 생산 손실로 이어질 수 있습니다.
고품질의 안정적인 원자재를 선정하면 여러 가지 이점이 있습니다: 가마 공정 파라미터를 자주 조정할 필요가 없고, 소성 수율이 안정되어 불량 품목이 줄어듭니다. 금형을 반복적으로 수정할 필요도 없어 전력, 인건비, 설비 마모 및 재작업 비용을 절감할 수 있습니다. 완제품 수율이 단 1%만 증가해도 바로 실현 가능한 이익 증가로 이어집니다.
