ALUMINA COMPLEX CERAMICS COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF: Fid-Bau Portal

ALUMINA COMPLEX CERAMICS COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF

KIM HYO TAE / KIM CHI HEON

Disclosed are an alumina composite ceramic composition allowing general room temperature sintering, and providing both excellent mechanical strength and heat radiating character, and a manufacturing method thereof. According to the present invention, instead of replacing the content of yttria-stabilized zirconia (YSZ) deteriorating thermal conductivity, boron nitride nanotube (BNNT) as a secondary reinforcement agent is added to an [alumina + YSZ] composition adding YSZ as a first reinforcement agent to alumina to increase mechanical strength and thus, [alumina + YSZ + BNNT] composite ceramic is manufactured. Accordingly, excellent thermal conductivity can be acquired while having largely improved mechanical strength, thereby simultaneously attaining both of the largely improved mechanical strength and heat radiating characteristic. Moreover, B_2O_3 and/or H_3BO_3 are added to an [alumina + YSZ + BNNT] composition, thereby effectively decreasing a sintering temperature while providing good mechanical strength and thermal conductivity, and providing compatibility in concurrent sintering with a general metal electrode material, such as tungsten, and the like, due to an advantage of the decreased sintering temperature.

본 발명은 일반적인 상압소결이 가능하면서 우수한 기계적 강도와 방열특성 둘 다 갖춘 알루미나 복합체 세라믹스 조성물 및 이의 제조방법을 개시한다. 본 발명에 의하면, 알루미나에 1차 강화제로서 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)를 첨가하여 기계적 강도를 증가시킨 [알루미나＋YSZ] 조성에 열전도특성을 열화시키는 상기 YSZ의 함량을 줄이는 대신 2차 강화제로서 질화보론 나노튜브(BNNT)를 첨가하여 [알루미나＋YSZ＋BNNT]의 복합체 세라믹스를 제조함으로써 크게 개선된 기계적 강도를 가지면서도 우수한 열전도도를 얻을 수가 있으므로, 크게 향상된 기계적 강도와 방열특성 둘 다를 동시에 달성할 수 있다. 나아가, 본 발명에 의하면, 상기 [알루미나＋YSZ＋BNNT] 조성에 산화보론(BO) 및/또는 붕산(HBO)을 첨가함으로써 여전히 양호한 기계적 강도와 열전도도를 가지면서도 효과적으로 소결온도를 더욱 낮출 수가 있고 이는 유리하게 텅스텐 등 통상의 금속 전극소재와의 동시소성 호환성을 부여한다.

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