실리콘금속증착에 의한 탄화규소복합필터제조 및 물성에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 탄화규소를 생성할 수 있는 원료물질로부터 곧바로 monolithic한 탄화규소복합필터를 제조하는 공정을 개발하고 실험에 필요한 제조장치를 제작하여, 제조된 최종 탄화규소복합필터의 물성에 미치는 영향인자를 규명하였다. 이를 위해서 일차적으로 탄소섬유구조물의 최적조건을 규명하고, 최적조건으로 제조된 전구체 물질로부터 탄화규소복합필터를 제조하였다.
연구수행 결과 첫째로, 1073K에서 섬유를 탄화시켜 만든 활성탄소섬유복합체의 burn-off이 37~75%로 증가될 때 비표면적은 500m_2/g에서 1100m_2/g으로 증가하였으며, 굽힘강도는 3.6MPa에서 1.8MPa로 감소하였으며, 이 같은 값들은 탄화온도를 1273K로하여 얻은 시편보다 2배 이상 큰 값을 나타내었다. 이러한 전구체 섬유의 탄화온도가 활성탄소섬유복합체의 굽힘강도에 미치는 영향은 탄소섬유와 페놀수지 접합제간의 결합력과 활성탄소섬유복합체의 밀도변화에 기인되는 것으로 해석하였다. 둘째로, SiO 가스와의 반응에 의한 탄화규소복합필터를 제조하는 경우, 1400 ^2C에서 SiO 와의 반응시간을 증가함에 따라 활성탄소섬유복합체를 탄화규소구조물로 100% 전환시킬 수 있었다. 또한 탄화규소의 함량이 증가할 수록 비표면적은 반응시간에 따라 1150m_2/g에서 26m_2/g까지 감소하며, 기공크기분포에서는 반응시간이 길어질 수록 기공크기가 증대되는데 이것은 탄화규소가 탄소섬유 표면에서부터 생성되어 반응이 진척되면서 탄화규소 입자가 성장되어 미세기공이 거대해짐으로써 일어난 결과로 보이며, 이러한 현상은 비표면적의 변화에도 영향을 주는 것을 확인하였다. 또한 반응시간이 길어지는 경우에는 탄화규소결정립 성장과 더불어 탄화규소섬유에 미세균열이 생성됨에 따라 탄화규소복합필터의 굽힘강도가 낮아지는 경향을 보였다.

목차 (Table of Contents)

• 요약문
• 제 1 장 서 론
• 제 2 장 문헌조사
• 제 3 장 활성탄소섬유의 제조 및 물성 연구
• 제 4 장 탄화규소복합필터의 제조 및 물성 연구
• 제 5 장 종합 결론
• 참 고 문 헌