Reporting Date: November. 14, 2024
세라믹에 대한 개념에 대해 다루고자 한다.
목차
01 세라믹 (Ceramic)
일반적으로 비금속 무기 물질로 구성되며,
고온 소결 처리를 통해 물리적 강도가 강화된 소재.
비금속 무기 물질(Non-Metallic Inorganic Material)은
주로 산화물(Oxides), 질화물(Nitrides), 탄화물(Carbides)로 분류된다.
고온 소결(Sintering)이란, 분말형태의 물질을 높은 온도로 가열하여
고체 상태에서 입자들이 서로 결합하도록 만드는 과정.
02 어원
Κεραμος (Keramos)
이 단어는 "굽다"라는 의미를 포함한다.
고대에는 점토를 가마에 넣어 고온에서 구워 도자기나
벽돌과 같은 물건을 제작했으므로, 점토와 도자기
그리고 굽는 과정이 자연스럽게 연결되었다.
Κεραμικός (Keramikos)
점토와 관련된 작업(도자기 제작)을 지칭하며,
여기에서 현대의 "Ceramic"이 유래했다.
세라믹 (Ceramic)
특정한 성질(내열성, 내마모성, 내화학성 등)을
가진 비금속 무기 소재 자체를 의미하며,
산화알루미늄(Al₂O₃), 질화규소(Si₃N₄) 등이 있다.
세라믹스 (Ceramics)
세라믹 소재로 만든 제품 또는 공예품을 의미하며,
도자기, 타일, 반도체 칩, 인공관절 등이 있다.
03 窯業 (가마 산업)
세라믹 재료를 제작하거나 가공하는 산업.
이는 전통 도자기 제작부터
현대의 고기능 세라믹 생산에 이르는 광범위한 분야를 포함한다.
窯(가마 요): 세라믹 제조에서 원료를 굽는 고온의 설비인 "가마"를 의미한다.
전통적으로 도자기와 같은 세라믹 재료를 제작할 때 사용하는 장치이다.
業(일 업): 산업이나 일, 작업을 뜻한다.
이 단어는 일본어에서 유래된 표현으로,
특히 전통적으로 도자기를 굽거나 세라믹 제품을 생산하는 업계를 지칭할 때 사용된다.
한국에서는 도자기 제조와 관련된 산업을 가리킬 때 종종 이 표현을 사용하기도 하지만,
일반적으로 "도예"나 "세라믹 산업"으로 표현된다.
04 장단점
장점
(1) 마모에 강한 성질인 내마모성 덕분에
기계 공구, 특히 절삭 공구(Cutting Tools)에서 자주 사용된다.
(2) 화학적 반응에 대한 저항성인 내화학성 덕분에
생체재료(인공 관절, 치아 보철물)로 사용된다.
(3) 높은 녹는점인 내열성 덕분에
고온 환경을 견뎌야 하는 항공기 부품 등에 사용된다.
(4) 금속에 비해 밀도가 낮아
경량화가 필요한 응용 분야에서 사용된다.
(5) 다양한 전자기적 특성을 활용하여
세라믹 콘덴서, 반도체, LED 등의 전자 부품으로 활용된다.
단점
(1) 인성이 낮고 취성이 강해여 충격에 쉽게 깨진다.
(2) 매우 단단하기 때문에 절삭이나 가공이 어렵다.
이를 위해 레이저 가공 등 첨단 가공 기술이 사용된다.
(3) 녹는점이 매우 높아 금속처럼
녹여서 틀에 부어 형태를 만드는 것이 어렵다.
(4) 도자기처럼 구울 수는 있지만, 굽는 과정에서
수축이 발생하여 원래 크기보다 작아진다.
이로 인해 정밀한 크기로 제작하기가 까다롭다.
05 물질의 강함과 단단함
강함은 물질이 파괴나 변형에 저항하는 정도를 의미하는데,
단단한 물질이 반드시 강한 것은 아니다.
예를 들어, 유리는 매우 단단하지만
충격에 약해 잘 깨지는 특성을 가지고 있다.
1. 단단함 (Hardness)
표면이 긁히거나 변형되는 것에 대한 저항성을 나타내며,
단단한 물질은 일반적으로 쉽게 긁히지 않는다.
2. 강함 (Strength)
외부의 힘에 저항하는 능력으로,
재료가 파괴되거나 영구 변형되기까지의 저항 정도를 나타낸다.
따라서, 유리처럼 단단하지만 깨지기 쉬운 재료는
취성(Brittleness)이 높은 예로 들 수 있다.
반대로 무른 물질(Soft Materials)은
쉽게 긁히거나 변형되지만 깨지는 경우는 적다.
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