우리가 몰랐던 도자기에 관한 놀라운 사실들

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세라믹은 가정용 도자기부터 첨단 항공우주 부품에 이르기까지 어디에나 존재합니다. 대부분의 사람들은 세라믹을 깨지기 쉬운 접시나 타일로만 생각하지만, 세라믹은 상상을 뛰어넘는 놀라운 특성을 가지고 있습니다. 세라믹을 바라보는 시각을 바꿔줄 세라믹에 대한 놀라운 사실을 소개합니다.

세라믹에 대한 10가지 놀라운 사실

세라믹은 뜨거운 온도에도 끄떡없다. 일부 세라믹은 2,000°C(3,600°F) 이상의 온도에서도 녹지 않습니다. 세라믹의 이러한 특성 덕분에 우주 위성과 제트 엔진에서 세라믹은 매우 중요한 역할을 합니다.
일부 영역에서는 강철보다 더 단단합니다. 탄화규소와 탄화붕소는 강철보다 더 단단한 재료 중 하나입니다. 다이아몬드만큼 단단하지는 않지만 비슷합니다.
경량 갑옷. 알루미나와 탄화붕소 성분을 사용하는 첨단 세라믹의 개발로 경량 방탄복을 실현할 수 있게 되었습니다. 이 방탄복은 가벼움과 총알을 빗나가는 힘을 결합했습니다.
생체의학 임플란트는 인체 친화적입니다. 지르코니아 세라믹과 하이드록시아파타이트 세라믹은 호환성과 경도로 인해 치과 크라운, 관절 교체 및 뼈 이식에 사용되어 왔습니다.
시스루 세라믹은 다양한 종류가 있습니다. 유리보다 강한 특성을 가지고 있어 장갑창과 첨단 광학 시스템에 적합한 알루미늄 옥시니트라이드(ALON)라는 투명 세라믹도 있습니다.
이 세라믹은 전자제품에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 스마트폰, 컴퓨터, 텔레비전은 모두 전기 저항이 높기 때문에 커패시터, 반도체, 절연체와 같은 세라믹 장치를 사용합니다.
가장 오래된 인공 재료 중 하나입니다. 세라믹은 도자기부터 필기구에 이르기까지 10,000년 이상 인류에 의해 생산되어 왔습니다.
또한 이러한 소재를 훨씬 더 단단하게 만들 수도 있습니다. 세라믹은 깨지기 쉬운 소재이지만 엔지니어링 세라믹은 충격에 강하도록 만들 수 있습니다. 따라서 엔지니어링 세라믹은 우주 및 군사 분야에서 사용됩니다.
오염 방지에도 도움이 됩니다. 세라믹 필터는 물과 공기를 정화하고, 자동차에는 세라믹을 사용하여 배기가스를 줄이는 촉매 컨버터가 있습니다.
일부 소재는 자가 복구 능력이 있습니다. 연구자들은 세라믹 소재의 미세한 균열을 수리할 수 있는 자가 치유 소재를 연구하고 있으며, 이는 항공기에 적용될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

참고: 특정 용도에서 각 세라믹이 다른 세라믹보다 선호되는 이유에 대한 설명이 강화되었습니다. 자세한 내용은 Stanford Advanced Materials(SAM)에서 확인할 수 있습니다.

고급 세라믹: 알루미나, 지르코니아 및 기타 종류

알루미나

알루미나 또는 알루미늄 산화물은 고급 세라믹 분야에서 흔히 사용되는 이름입니다. 이 화합물은 경도, 내마모성 및 전기 절연 특성으로 높은 가치를 인정받고 있습니다. 고온에 강하며 용광로 및 기타 내화성 품목의 부품 제조에 자주 사용됩니다. 전자 산업에서는 집적 회로를 만드는 데 사용되는 안정적인 기본 재료입니다. 의료 분야에서는 생체 적합성 때문에 이식용으로 사용됩니다.

지르코니아

흔히 '세라믹 스틸'이라고도 불리는지르코니아는 강도, 연성, 제동이나 부서짐이 없는 매력적인 특성을 가지고 있습니다. 지르코니아는 생분해되지 않고 상대적으로 비싸지만, 주기적인 응력을 견디고 제동이나 부서짐 없이 지속적인 응력을 견딜 수 있을 만큼 강해 구조용 세라믹, 치과 크라운, 고관절 등 매우 중요한 용도로 사용됩니다.

질화붕소

질화붕소는 높은 열전도율과 높은 전기 절연성을 가지고 있으며, 흔히 "백색 흑연"이라고도 불립니다. 질화붕소는 1000°C까지 산화에 매우 강합니다. 금속 가공 및 유리 가공과 같은 고온 응용 분야에서 사용할 때 윤활제 및 이형제 역할을 합니다.

붕소 카바이드

붕소 카바이드는 가장 단단한 재료 중 하나로 갑옷 도금, 방탄 조끼, 차량 갑옷에 사용됩니다. 상대적으로 가볍고 경도가 높기 때문에 연마 블라스팅, 절삭 공구 등에 사용되는 중요한 화합물이기도 합니다.

자주 묻는 질문

의료용 임플란트에 세라믹이 사용되는 이유는 무엇인가요?

알루미나 또는 지르코니아 같은 세라믹은 생체 적합성 소재이며 부식에 강하고 비마모성이므로 임플란트에 사용하기에 적합합니다.

모든 세라믹은 본질적으로 깨지기 쉬운가요?

기존 세라믹은 본질적으로 부서지기 쉽지만, 현대식 세라믹 또는 엔지니어링 세라믹, 특히 지르코니아는 부서지기 쉽고 인성이 강화되도록 설계되었습니다.

질화 붕소는 흑연과 어떻게 다른가요?

질화 붕소는 흑연과 달리 우수한 전기 절연체입니다. 또한 동일한 수준의 윤활성과 열전도율을 유지합니다.

탄화붕소가 갑옷 제작에 사용되는 이유는 무엇인가요?

탄화붕소는 매우 단단하고 탄도 저항성이 뛰어나 충격 에너지 흡수 및 소멸에 매우 효과적입니다.

세라믹은 전기를 전도하나요?

세라믹은 대부분 절연체이지만 전기를 잘 전도할 수 있는 전도성 산화물도 있습니다.

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저자 소개

Chin Trento

Chin Trento는 일리노이 대학교에서 응용 화학 학사 학위를 받았습니다. 그의 교육적 배경은 다양한 주제에 접근할 수 있는 폭넓은 기반을 제공합니다. 그는 Stanford Advanced Materials(SAM)에서 4년 넘게 첨단 소재 관련 글을 쓰고 있습니다. 이 글을 쓰는 주된 목적은 독자들에게 무료이면서도 양질의 자료를 제공하는 것입니다. 그는 독자들이 발견하는 오타, 오류 또는 의견 차이에 대한 피드백을 환영합니다.

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