이리듐 코팅 브라운 용융 알루미나는 특수 개질된 커런덤 소재입니다. 브라운 용융 알루미나의 제조 공정과 표면 이리듐 도금 기술을 결합하여 고온 산화 저항성, 화학적 안정성, 전기 촉매 활성 등 극한 환경에서 소재의 성능을 향상시키는 것을 목표로 합니다. 핵심 생산 원리에 대한 자세한 분석은 다음과 같습니다.
I. 갈색 용융 알루미나의 제조
갈색 용융 알루미나는 고온 제련을 통해 보크사이트에서 생산되는 알루미나(Al₂O₃)의 한 종류입니다.
원자재 가공: 보크사이트를 소성하여 수분과 불순물을 제거합니다.
전기 아크로 제련: 2000℃ 이상의 온도에서 탄소 환원제(예: 무연탄)와 철분을 첨가하여 불순물(예: SiO₂, Fe₂O₃ 등)을 감소시켜 실리콘-철 합금 침전물을 생성하고 이를 분리합니다.
냉각 및 결정화: 냉각 후 용융 액체는 고경도 갈색 용융 알루미나 결정(주로 α-Al₂O₃, 색상을 위해 소량의 Ti 및 Fe 산화물 포함)을 형성합니다.
분쇄 및 성형: 블록 모양의 갈색 융합 알루미나를 분쇄하고 체질하여 필요한 크기의 연마 입자나 매트릭스 입자로 만듭니다.
II. 이리듐 코팅 공정의 원리
이리듐(Ir)은 고밀도, 고융점(2466℃)의 내식성을 가진 백금족 금속입니다. 이리듐은 표면 도금 기술을 사용하여 갈색 용융 알루미나 표면에 코팅됩니다. 일반적인 방법은 다음과 같습니다.
1. 물리 기상 증착(PVD)
원리: 고진공 환경에서 이리듐 타겟을 전기 아크 또는 스퍼터링으로 기화시키고, 이리듐 원자 또는 이온을 갈색 용융 알루미나 표면에 증착시켜 필름을 형성합니다.
특징: 코팅이 균일하고 접착력이 강하며 정밀 도금에 적합합니다.
2. 화학 기상 증착(CVD)
원리: 고온 반응 챔버에서 이리듐 전구체 화합물(예: 삼염화이리듐(IrCl₃), 이리듐 아세틸아세토네이트 등)이 환원되거나 분해되고 이리듐 원자가 기판 표면에 증착됩니다.
3. 전기 도금 또는 화학 도금
원리: 이리듐 이온을 포함하는 전해질에서, 전류 또는 환원제를 사용하여 전도성 기판 표면에 이리듐을 증착합니다. 갈색 용융 알루미나가 비전도성인 경우, 금속화 전처리(예: 전도성 층 코팅)가 필요합니다.
특징: 비용은 낮지만 코팅이 얇을 수 있습니다.
III. 이리듐 도금 브라운 용융 알루미나의 주요 기술 사항
표면 전처리:
갈색 용융 알루미나 표면은 세척 및 활성화가 필요합니다. 이는 산세척, 초음파 세척 또는 조면화 처리를 통해 접착력을 강화하는 방법으로 이루어질 수 있습니다.
계면 결합 최적화:
이리듐과 Al₂O₃ 사이의 열팽창 계수에 상당한 차이가 있기 때문에 응력을 완화하고 박리를 방지하기 위해 전이층(예: W, Mo 또는 그라데이션 코팅)이 필요합니다.
코팅 두께 제어:
코팅은 일반적으로 마이크로미터 단위입니다. 두께가 너무 두꺼우면 균열이 발생할 수 있으며, 두께가 부족하면 성능 향상 효과가 제한적입니다.
치료 후:
어닐링은 코팅의 결정성과 접합 강도를 개선하기 위해 수행될 수 있습니다.
IV. 이리듐 도금의 기능 및 성능 향상
고온 산화 저항성: 이리듐은 고온에서 밀도가 높은 산화물 층(IrO₂)을 형성하여 갈색 코런덤 기질을 보호합니다.
화학적 불활성: 산 및 알칼리 부식에 강하며, 부식성이 매우 강한 환경에 적합합니다.
전기촉매 활동: 이리듐은 뛰어난 전기촉매이며 물 전기분해 전극 소재에 사용될 수 있습니다.
향상된 내마모성: 이리듐의 높은 경도는 표면 내마모성을 더욱 향상시킵니다.
V. 적용 분야
특수 연마재 및 코팅: 정밀 가공이나 내마모성 부품에 사용됩니다.
고온 전극 재료: 전해 전지 양극, 전기화학 촉매 등.
항공우주: 고온 내성 코팅, 추진 시스템 구성 요소.
핵산업: 방사선 부식 방지 재료.