첨단 산업, 특히 반도체 제조 및 항공우주 분야에서 높은 성능을 향한 끊임없는 노력은 복잡한 형상과 극한의 내구성을 결합한 세라믹 부품에 대한 전례 없는 수요를 창출하고 있습니다. 선도적인 중국 연구 기관의 3D 프린팅 기술의 획기적인 발전은 차세대 애플리케이션에 필수적인 소재인 탄화규소(SiC) 세라믹의 맞춤형 제조에 새로운 시대를 열고 있습니다.산업 과제: 전통적인 제조의 한계
탄화규소 세라믹은
뛰어난 경도, 탁월한 열 안정성 및 우수한 열 전도성으로 높이 평가되어 리소그래피 장비의 웨이퍼 스테이지 및 태양광 처리 장비의 캐리어와 같은 핵심 부품에 이상적인 소재입니다. 그러나 고유한 경도와 취성으로 인해 전통적인 절삭 가공을 통해 복잡하고 일체형 부품을 생산하는 것은 매우 어렵고 비용이 많이 듭니다.이는 고급 장비에서의 광범위한 채택을 제한하는 주요 병목 현상이었습니다.
기술적 돌파구: 수축 및 성능 장애물 극복을 위한 하이브리드 접근 방식
이 핵심 과제를 해결하기 위해 중국 과학원 세라믹 연구소의 연구팀은 혁신적인 하이브리드 제조 공정을 성공적으로 개발했습니다. 이 기술은 재료 압출(MEX) 3D 프린팅, 전구체 침투 및 열분해(PIP)와 무압력 고상 소결을 독창적으로 통합합니다.
기존의 3D 프린팅된 SiC 세라믹은 종종 20% 이상의 소결 수축으로 인해 부품 왜곡 및 균열이 발생합니다. 새로운 기술은 프린팅된 다공성 녹색 본체 내에서 특수 전구체를 도입하고 변환하여 재료 내부에 나노 스케일 탄화규소 지지 골격을 구축합니다. 이 중요한 단계는 선형 소결 수축을 일반적인 21.71%에서 단 6.38%로 크게 줄여 최종 부품의 치수 정확도 및 형상 충실도를 크게 향상시킵니다.
중요하게도 이 공정은 저융점 자유 실리콘 상의 형성을 완전히 방지하여 고온 성능을 심각하게 제한하는 일반적인 부산물입니다. 결과 탄화규소 세라믹은 165.76 W·m⁻¹·K⁻¹의 높은 열 전도성과 함께 1500°C의 극한 온도에서도 약 357MPa의 놀라운 높은 굽힘 강도를 나타냅니다. 이는 고온을 견디고 열을 효율적으로 발산해야 하는 부품에 대한 반도체 제조와 같은 산업의 엄격한 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.
시사점: 산업 발전을 위한 기반 기술 제공
저명한 국제 저널 Additive Manufacturing에 발표된 이 획기적인 성과는 재료 과학에서 공정 엔지니어링에 이르기까지 전체 체인 혁신을 나타냅니다. 이는 복잡한 고성능 세라믹 구조의 정밀 제조를 실질적인 현실로 만들어 전 세계 고급 장비 제조 부문의 자율성과 업그레이드를 위한 강력한 기술 기반을 제공합니다.
DAYOO ADVANCED CERAMIC 소개
DAYOO ADVANCED CERAMIC CO., LTD.는 첨단 세라믹 기술의 선두에서 운영됩니다. 당사는 지르코니아(ZrO₂), 알루미나(Al₂O₃), 탄화규소(SiC) 및 질화규소(Si₃N₄)를 포함한 고성능 정밀 세라믹의 R&D 및 생산을 전문으로 합니다. 산업 동향에 대한 예리한 통찰력과 지속적인 기술 투자를 통해 당사는 전 세계 고객에게 고품질의 맞춤형 세라믹 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 당사는 고객과 협력하여 의료 기술에서 반도체 제조에 이르기까지 여러 첨단 분야에서 혁신을 주도합니다.
