Zriconium 및 Titanium 전구체 첨가를 통한 조성 개질 폴리카보실란 기반 탄화규소의 마이크로파 발열 특성 연구
Study on the microwave heating characteristics of polycarbosilane-based silicon carbide modified by the addition of Zirconium and Titanium precursors
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초록
탄화규소(SiC)의 마이크로파 발열 현상은 2.45 GHz의 특정 주파수에 의해 유도되며 수백도의 급속 발열이 발생한다. 본 연구에서는 지르코늄 및 티타늄의 분말형 금속 전구체를 첨가하고 블랜딩 공정으로 폴리카보실란 조성을 개질하여 마이크로파 발열 특성을 조사하였다. 조성 개질이 산화 경화 및 열분해 공정에 미치는 영향을 분석하였다. 금속 전구체가 첨가되면 비정질상의 형성이 억제되었고 β-탄화규소의 결정성은 향상되었다. 순수 폴리카보실란으로 제조된 탄화규소는 최대 발열 온도가 741ºC로 가장 높았으나, 60분간 유지하면 708ºC까지 감소하여 장시간 안정성은 낮았다. 반면, 지르코늄 및 티타늄을 첨가하면 발열 최대 온도는 574ºC 및 516ºC로 낮았으나, 60분의 장시간 발열 유지력은 10ºC 내의 온도 변화를 보이며 우수한 것으로 나타났다.
Abstract
The microwave heating effect of SiC (silicon carbide) occurs at a specific frequency of 2.45 GHz. This investigation the microwave heating properties of SiC synthesized from composition modification polycarbosilane. Polycarbosilane powders were prepared by additive Zirconium and Titanium metallic precursors powder, followed by an investigation of their oxidation, curing, and thermal behaviors. The addition of metallic precursors effectively inhibited the formation of the amorphous phase and enhanced the growth rate of β-SiC crystal size. SiC prepared from pure polycarbosilane exhibited the highest temperature of 741ºC however, during a 60 minute thermal stability test, the temperature continuously decreased. On the other hand, the samples with metallic precursors displayed relatively lower peak heating temperatures but showed superior long term thermal retention.