[한국기술뉴스] 한국세라믹기술원 신성장소재연구본부 신동근 연구팀은 우수한 적외선 방사 효율을 가지는 적외선 방사 섬유 sic 면상발열체를 개발했다. 개발된 기술은 한국세라믹기술원 산학협력단을 통해 2017년 12월 07일 특허를 출원(출원번호 제1020170167257호)했다. 특허 명칭은 '적외선 방사용 섬유상 SiC 면상발열체의 제조방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

실리콘 카바이드는 우수한 강도와 전도성, 내열성 등을 지닌 차세대 반도체 소재입니다. 또한, 우수한 적외선 방사율을 지녀 버너 등에 널리 이용되고 있습니다. 즉, 매트 형태로 제작돼 면상발열체로 활용됩니다. 실리콘 카바이드 매트는 폴리카보실란 섬유를 방사해 실리콘 카바이드 섬유를 만들고 절단 및 가공하여 매트를 제작합니다. 그러나 이러한 방법은 공정이 복잡하고, 공정비용이 높을 뿐 아니라, 연속 공정이 어렵다는 문제가 있습니다. 

한국세라믹기술원 연구팀은 절단 실리콘 카바이드 섬유를 자동으로 분산 배열 시켜 적외선 방사에 효과적인 면상발열체의 제조방법을 발명했습니다.

실리콘 카바이드 섬유를 일정 크기로 절단하고, 장치에 투입합니다. 투입된 섬유는 진동하는 호퍼와 회전하는 롤러에 의해 분산 배향됩니다. 이후 일정한 두께로 가공됩니다. 고르게 배열된 섬유 위에 레진 용액을 뿌린 뒤 건조와 고온 탄화 과정을 통해 레진 코팅층을 형성합니다. 레진 코팅된 섬유를 산화실리콘 기체와 함께 열처리해 실리콘 카바이드 코팅층을 형성합니다. 해당 과정을 통해 방사효율을 높이고 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다.

본 기술은 섬유의 뭉침이나 불균일로 인한 문제를 방지할 수 있습니다. 이를 통해 균일하고 우수한 품질의 실리콘 카바이드 매트를 제작할 수 있습니다.
우수한 에너지 효율과 방사 효율을 지닌 적외선 방사 장비의 제작이 가능할 것으로 기대됩니다.