화학기상응축(Chemical Vapor Condensation, CVC)공정을 통한 TiO2의 합성

소개글

화학기상응축(Chemical Vapor Condensation, CVC)공정을 통한 TiO2의 합성

목차

(1) CVC 공정
(2) CVC process의 구성
(3) 산소유량에 따른 TiO2 나노분말의 합성
(4) 반응인자에 따른 TiO2 나노분말의 합성
(5) CVC 공정의 설계

본문내용

(1) CVC 공정
분말재료에 요구되는 특성은 고순도, 균일한 크기, 서로 응집되지 않은 무응집 상태를 유지하여야 한다. 이러한 요구특성을 만족하는 나노분말재료의 최적의 제조공정으로 기상합성법이 보고되고 있다. 기상합성법은 기상에서 균질 핵생성 및 응축과정을 통해 나노분말을 제조하는 공정이다. CVC 기술은 금속 유기물 전구체를 기상에서 열분해와 화학 반응시켜 분말을 제조하는 공정으로, 단일 성분 뿐 만 아니라 코팅형 혹은 도핑형과 같은 복합계 세라믹이나 금속분말을 제조할 수 있다. 또한 이 기술은 공정이 단순하여 조업이 간편하고, 타 기상합성법에 비해 생산수율이 높고 생산 속도가 빠르기 때문에 공업적으로 매우 유리한 나노분말 제조기술이다.4
CVC 중에는 가스상 생성원을 hot wall reactor에서 가열, 반응시켜 나노분말을 합성하는 기술이 있는데 이는 기판표면에서의 불균질 핵생성을 통해 주상(columnar structure)으로 성장하여 박막(thin film)으로 증착되는 CVD 공정과는 달리, CVC 공정에서는 기상으로부터 균질 핵생성을 통해 분말이 생성된다. CVC 기술은 전술한 IGC 방법에 비해 연속적으로 대량의 분말을 생산할 수 있다.

(2) CVC process의 구성
전구체를 기화시키는 기화부, 기화된 전구체의 열분해 및 반응이 일어나는 반응부, 그리고 과포화된 증기(vapor)로부터 응축에 의해 분말을 형성하고 포집하는 포집부로 나누어진다.
(3) 산소유량에 따른 TiO2 나노분말의 합성
CVC 공정으로 제조된 TiO2 powder는 대부분 준안정상인 anatase상이었다. 이는 반응기 내부 에서는 생성되는 화합물기 혹은 이온이나 전자 등이 핵생성 자리로써 작용하므로 준안정상인 anatase상이 쉽게 형성될 수 있으며, 또한 임계핵 크기 이하의 입도에서는 anatase상이 rutile 상보다 열역학적으로 안정하기 때문이다. CVC 공정에서 분말의 형성은 포집부에서 과포화된 증기로부터 형성되는 것이 아니라 고온으로 유지되는 반응부에서 주도적으로 일어난다. 이러한 결과는 분말의 형성이 과포화된 증기로부터 응축과정으로 일어나기 때문이다.

참고 자료

없음