Ceramic   세라믹

1. 세라믹 물질

  ㅇ 열,압력을 가해서 만들어지며, 금속 및 비금속 화학원소 간에 이루어진 고체 화합물

  ㅇ 주로,  무기질 비금속 재료의 총칭

  ㅇ 어원 : 진흙,도기 등을 뜻하는 그리스어 `케라모스(keramos)`에서 유래


2. 세라믹 특성 

  ㅇ 화학결합 형태
     - 압도적인 `이온결합` 또는 약간의 `공유결합` 또는 `이 둘의 혼합`일 수 있음
     - 원소 구성 : 최소 2 이상의 원소로 구성됨

  ㅇ 결정 구조
     - 크기가 매우 다양한 원소들이 결합한 구조
     - 결정질 또는 비결정질 모두 존재

  ㅇ 제조 방식
     - 주로, 분말 형태를 원료로하여, 성형한 후 건조시키고, 고온 압축하여 제조됨 (입자 성형 방식)
        . 통상, 점토에 물을 섞어서 원하는 형태로 만든 후, 높은 온도에서 구우면,
        . 수분이 증발하면서 작은 고체 입자들이 서로 단단하게 결합함
     - 기타, 유리 성형 방식, 시멘트 교착 방식 등이 있음


3. 세라믹 주요 성질

  ㅇ 기계적 성질 : 매우 다양함
     - 가볍고, 취급 용이
     - 내 마모성
        . 금속 보다 더 단단함
           .. 표면이 단단함, 높은 경도
        . 인장력에는 약하지만, 압축력에는 강함
     - 부서지기 쉬움 (연성이 없음)
        . 취성(Brittle,쉽게 깨짐)이 있음

  ㅇ 열적 성질 
     - 열 전도성 낮음
     - 높은 용융점
        . 고온 안정성
     - 내열성
        . 높은 열에도 변형 적음

  ㅇ 화학적 성질
     - 화학적 반응성 낮음
     - 내식성(부식에 강함)

  ㅇ 전기적 성질 : 많은 유용한 전기적 기능들을 가짐
     - 전기적 부도체 : 저전압 및 고전압 전류의 절연체로 많이 사용됨
        . 일반적으로 다결정 세라믹은 양질의 전기적 절연체 (절연재)
     - 센서에서 압전 현상 이용 등

  ㅇ 광학적 성질 : 불투명, 반투명
     - 대부분 다결정성이어서 빛을 산란시킴 (유리 및 일부 세라믹은 예외)

  ㅇ 기타 성질 : 환경 오염 적음 등


4. 세라믹 구분

  ㅇ 세라믹 화합물 종류 
     - 산화물 (Oxide)    : 산화알루미늄 (Aluminium Oxide, Al2O3, 알루미나),
                           산화규소 (Silicon Dioxide, SiO₂, 실리카),
                           산화칼슘 (CaO, 생석회) 등
     - 탄화물 (Carbide)  : 탄화규소(SiC) 등
     - 질화물 (Nitride)  : 질화규소(Si3N4 등
     - 규화물 (Silicide) : 규산염 광물 등
        . 통상, 규소와 금속(규소 보다 전기적으로 양성) 간의 화합물

  ㅇ 세라믹 산업 (요업, 窯業, Ceramic Industry) 구분
     - (과거) 점토(粘土)를 원료로 구워서 제품을 만드는 산업
     - (현재) 비금속 무기화합물을 원료로 열처리공정을 거쳐 제품을 만드는 산업을 총칭

     - 전통 세라믹 : 산화규소(SiO₂,점토광물)를 주원료로 하여 고온 열처리를 한 도자기,
                     벽돌,타일,시멘트,유리,내화물 등 
     - 파인 세라믹 : 정제,합성된 원료로부터 성형,소성 공정을 거쳐 고 부가가치를 갖는 제품

  ㅇ 주요 용도 구분
     - 생활용품      : 도자기,화장품 등
     - 건축토목 분야 : 타일,벽돌,시멘트,유리 등
     - 기계가공 분야 : 절삭공구,고체 윤활유,연마제 등 
     - 에너지 분야   : 열교환기,태양전지,연료전지,열전소자,초전도 재료 등
     - 전기통신 분야 : IC 기판,콘덴서,절연체,반도체,광섬유,압전소자 등
     - 의료 분야     : 인공뼈,인공치아 등