[IR52 장영실상] 삼양세라텍 열간가압소결장치

왼쪽부터 삼양세라텍 이기복 차장, 최인수 이사, 임학준 과장.

금형과 소결체(단단하게 뭉친 알갱이)를 고온에서 분리할 수 있는 장치인 '열간가압소결장치'를 개발한 삼양세라텍이 2021년 19주 차 iR52 장영실상을 받았다.

세라믹 등의 소재는 금형을 통해 성형을 할 경우 가루 형태의 원료를 2000도 이상의 온도에서 높은 압력을 가해 눌러줘야만 한다. 하지만 가루가 서로 밀착해 덩어리가 되는 소결 과정에서 온도를 낮추면 금형과의 열팽창계수 차이로 인한 저항력(응력)이 생긴다. 이때 금형이 깨지거나 성형된 제품의 성능이 저하되는 문제가 발생한다. 삼양세라텍이 개발한 열간가압소결장치의 경우 고온을 그대로 유지한 상태에서 응력이 발생하기 전 제품과 금형을 분리한다. 이기복 삼양세라텍 공정지원사업부 차장은 "금형은 열이 식으면서 수축되려 하고, 금형 안에 있는 제품은 그대로 버티고 있다 보니 금형이 깨져버린다"며 "금형이 깨지지 않아도 제품에 금이 가거나 성능이 저하될 수 있다"고 설명했다.

삼양세라텍은 응력이 발생하는 것을 막기 위해 금형과 제품을 냉각 후에 분리하는 대신 고온 상태에서 분리하는 방법을 선택했다. 이 차장은 "2000도가 넘는 고온에서는 디스플레이가 작동되지 않기 때문에 제품의 상태를 보고 분리할 수가 없다"며 "이 때문에 압력 등을 포함해 제품이 소결되는 과정의 여러 여건을 계산·수치화한 후 적정한 시점에 탈형(금형에서 분리)하는 기술을 개발했다"고 덧붙였다.

삼양세라텍의 열간가압소결장치는 주로 반도체와 LED의 정전척 생산에 사용되고 있다.

■ 주최 : 과학기술정보통신부

■ 주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회

[이새봄 기자]

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