화학뉴스

국내 연구진이 기판유리의 공기방울을 없애는 과정인 <청징과정>에 사용하는 산화물의 성능이 제각기 다른 이유를 밝혀냈다.
미래창조과학부와 한국연구재단은 김기동 군산대 신소재공학과 교수가 청징과정에 쓰는 산화물인 비소산화물(As2O5)과 주석산화물(SnO2)의 성능 차이가 온도별 산소 환원정도에 따라 결정된다는 것을 확인했다고 3월25일 발표했다.
기판유리는 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등 다양한 모듈의 핵심소재로 한국, 일본, 타이완에서만 생산되며 국내 시장규모만 10조원에 달한다.
양질의 기판유리를 얻으려면 산화물을 이용해 고온에서 기포의 크기를 키우고 표면으로 띄워 없애는 1차 청징과 기포 속 산소를 없애 크기를 줄여 제거하는 2차 청징 등 2가지 단계를 거쳐야 한다.
김기동 교수는 물질이 발생시키는 가스를 측정하는 <가스크로마토그래프>를 이용해 주석산화물은 고온의 1차 청징에 유리하고 비소산화물은 저온 2차 청징에서 탁월한 성능을 보인다는 것을 확인했다.
또 밀봉한 튜브에 유리원료 혼합물을 담고 가열해 산소방출 정도를 측정했으며 전기화학적 분석방법과 유동성 정도를 확인해 산화물의 기포 제거능력을 비교했다.
측정 결과, 주석산화물은 고온에서 방출되는 산소의 양이 우세하지만 2차 청징이 시작되는 온도가 낮아서 최종 잔류기포의 크기가 비소산화물을 사용할 때보다 컸나 비소산화물은 높은 온도에서 2차 청징이 시작돼 기포 소멸효과가 큰 것으로 나타났다.
김기동 교수는 “연구로 주석산화물이 비소산화물보다 기포 제거능력이 낮은 이유를 확실히 밝혔다”고 강조했다.
연구결과는 미국세라믹학회지(Journal of the American Ceramic Society) 3월12일자 온라인판에 게재됐다.