본 기술 개발은 국산 산화알루미늄 분말을 활용한 반도체 디스플레이 에칭장비 부품의 최적화를 목표로 진행됨. 국산 양산 분말로 제조된 대형 소결체의 밀도 관리 및 공정 표준화를 통해 안정적인 양산 체계를 확립하고, 수율을 90% 이상으로 안정화함. 이를 위해 필터프레스 기반 가압 성형 및 후속 공정을 최적화하였으며, 디스플레이 및 반도체 산업 외에도 다양한 일반산업 분야로 활용할 수 있는 부품의 품질 및 신뢰성을 검증함. 국산 분말의 상용화를 목표로 소재-부품-제품 연계 평가기술을 포함한 실증기술을 완성하고, 디스플레이 공정(Dry Etching, PVD, CVD)용 제품의 양산 공정 표준화를 위한 후처리, 연마, 세정 프로세스를 개발함. 또한, 내플라즈마 특성을 향상시키는 피드백을 통해 산화알루미늄 소재의 신뢰성을 분석하며 최적의 표면 및 열처리 조건을 확립하여 성형 결함을 최소화함. 이러한 과정을 기반으로 국산 분말을 활용한 부품들의 상용화 가능성을 높이고 관련 산업 전반의 경쟁력을 강화하고자 함.

이번 연구는 A2B2O7 pyrochlore 세라믹의 밀도와 광투과도를 개선하는 데 중점을 둠. 현재 Y2Ti2O7 pyrochlore는 99.5%의 상대 밀도와 약 55%의 낮은 광투과율을 보이고 있으며, 기공 및 2차 상의 존재가 빛의 산란과 굴절을 초래하여 투명도를 저하시키는 주된 문제로 지적됨. 이를 해결하기 위해 고순도 출발물질을 사용하여 밀도 및 투과도를 향상시키고, 다양한 소결조제를 첨가하여 소결성을 강화하는 방법을 연구함. 액상소결조제와 고상소결조제의 조성을 실험하며 소결 최적화 자료를 확보함. 추가적으로 본 연구는 탄화규소 접합 기술에 대한 기초자료를 수집하고, 우주 반사경 적용 가능성을 고려한 후속 연구를 제안하는 등의 장기적 차원의 연구 발전 방향을 모색함. 이번 연구를 통해 고투과성 세라믹스 제조 기술을 더욱 정교화하고, 이를 기반으로 울트라 정밀 광학 및 첨단 소재 분야에서 활용 가능성을 높이고자 함.

한국세라믹기술원을 주관으로 진행되는 본 프로젝트는 유연한 세라믹 제조 공정을 빅데이터 기반으로 최적화하여 산업 경쟁력을 강화시키는 것을 목표로 함. 표준화된 적층 및 절단 공정을 통한 유연생산 시스템 구축과 빅데이터화된 실시간 공정 데이터를 기반으로 한 분산생산성을 평가함. 또한, 볼밀 및 소결 공정에서의 공정변수와 결과 데이터의 상관관계를 분석해 공정 최적화를 실현함. 참여 기관들은 분말 분산, 성형, 소결, 태양광 모듈 등 다양한 제조 단계에서 데이터 수집 및 처리를 수행하며, IoT 디바이스와 연동된 대시보드를 통해 실시간 생산 데이터를 수집 및 분석함. 이를 통해 제조현장에서의 데이터 기반 의사결정을 지원하고, 핵심 제품의 품질과 수율을 향상시키는 효율적인 제조 혁신 플랫폼을 완성하는 것을 목표로 함.

본 사업은 차세대 창조산업에 필요한 첨단 기능성 소재 분야에서 지역 기반의 고급 인력을 양성하고, 산학협력을 통해 기업과 연구기관의 기술경쟁력을 강화하는 것을 목표로 함. 참여교수 1인당 논문 게재 실적은 환산편수 기준 현재 2.17건에서 7년 후 2.5건으로 증가를 목표로 하며, 보정IF 및 보정ES 기준에서도 점진적 상승을 기대함. 산학협력 실적 측면에서는 연구비 확보와 특허, 기술이전 등의 실적을 현 수준 대비 2년 후 1.1배, 7년 후 1.2배로 확대하고자 함. 국제화 목표로는 연구 활동 관점에서 국제 협력 건수를 현재 대비 7년 후 1.3배로 증가시키고, 신진 연구 인력 육성을 통해 현재 0명인 연구 인력을 2년 후 1명, 7년 후 3명으로 확충할 계획임. 이를 통해 지역 내 연구 역량을 강화하고, 창의적인 전문기술 인재를 양성하는 동시에, 산업 발전에 기여할 수 있는 기반을 조성하는 데 중점을 둠.

본 연구는 고효율 제트엔진과 마이크로 가스터빈용으로 적합한 SiC 섬유강화 세라믹 복합소재(SiCf/SiC)를 개발하는 데 초점을 맞춤. 직경 15 cm 튜브의 CVI 공정 최적 조건을 확립하며, 코팅된 섬유를 활용한 와인딩 공정 변수와 Prepreg 기반 Alloy-LMI 적용 복합체의 물성을 최적화함. 또한, PIP 공정의 정밀도를 개선하고 대형화 공정을 위한 기술을 개발함. 최종 성과물 제작을 위한 CVI 장비 구축과 시운전을 완료하였으며, LSI 공정을 활용한 Mock-up 복합체 튜브 제조 기술도 개발함. 열충격 및 내구 평가를 거쳐 시제품의 신뢰성을 확인하고 공정 개선 방향을 도출함. 추가로, 신조성 T/EBCs 다층 구조와 열차폐 코팅(T/EBC) 기술의 물성 최적화를 위해 새로운 조성을 개발하고, 이로부터 제작된 시편 및 시제품을 통해 코팅 공정 및 물성을 평가함. 직경 2 cm의 jelly-rolled형 및 filament winding형 튜브 복합체 제작을 통해 제조 기술을 검증하며, 이를 위한 몰드 설계 최적화도 진행함. 열충격 시험, 삭마 시험 등의 내구성 평가를 시행하여 복합체의 물성과 표준 데이터를 체계화함. 해당 연구의 성과는 차세대 고신뢰성 엔진 및 가스터빈의 핵심 재료로 활용되며, 고온 구조재와 내환경성 코팅 기술을 토대로 항공우주 및 에너지 분야의 기술적 경쟁력을 높이는 데 기여함.