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What is Microwave Sintering?

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마이크로파 소결은 마이크로파를 분말 성형체에 조사하여 자체발열에 의해 치밀화를 촉진시키는 방법이다. 마이크로파 소결의 원리를 살펴보면 세라믹스 유전체의 유전율은 ε =  ε’ +  ε” 같이 실수부와 허수부로 나뉘어 지는데 ε‘’ 유전손실로서 주파수 f 전기장 E 가해지면 1 초당 다음과 같은 에너지를 열로 방출하게 된다.

                                                      P = 2πfε‘‘tanδ (tanδ = ε‘’/ε)

따라서 물질의 유전율 ε‘’ 마이크로파의 주파수 f 높을수록 효과적으로 가열됨을 있다. 그러나 마이크로파의 침투 깊이는  Dp = (πfμσ)-1/2 같이 주파수가 높아질수록 감소하여 주파수가 높은 경우 표면부만 가열되므로 주파수를 적절히 조절하여야 한다. 통상 마이크로파는 2.45 GHz 사용한다.

마이크로파 소결의 효과는 첫째, 급승온에 의해 입자성장이 최소화되므로 소결구동력이 커지고, 둘째, 플라즈마에 의해서 입자표면이 활성화되어 소결이 촉진되며, 셋째, 간접가열 방식과 달리 세라믹스 격자의 진동이 활발하게 일어나기 때문에 확산속도가 빨라진다. 이로 인해 단시간 내에 치밀하고 미세한 조직의 소결체를 얻을 수 있다. 이와 같은 마이크로파 소결법은 최근 각광을 받고 세라믹스 나노 재료의 소결에 적합하다.

 

 

 

 

 

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