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요약 규소가 질소 반응을 거쳐 만들어지는 물질. 내열성, 내식성, 내마모성 등이 좋아 엔진 부품이나 고온 절연 제품, 절삭 공구의 소재 등으로 사용된다. 상온에서도 존재하지만 산업용으로는 직접질화법이나 이미드 열분해법 등으로 제조된다. 2020년 6월 코로나바이러스감염증19 바이러스에 대한 항바이러스성 특성이 있다고 발표되었다.
개요
규소와 질소가 반응하여 생성되는 물질. 분자식은 Si3N4이다. 상온이나 고온에서 강도, 파괴에 대한 인성, 열충격 저항성, 내산화성, 내식성이 우수하여 열기관 부품, 전자 부품, 산업 기계 부품, 각종 복합 재료의 성형물 등으로 많이 사용된다. 질화규소 분말을 사용한 성형물은 가볍고 고온 강도 파괴 인성과 내마모성이 우수하여 자동차 엔진 부품, 가스 터빈 부품, 절삭 공구, 베어링, 용융 알루미늄 부품, 고온 절연 부품 등으로 활용된다.
ⓒ 위키미디어 커먼스 | CC BY-NC-SA
제조법
질화규소는 상온에서 비정질, α상, β상 형태로 안정하게 존재하지만, 산업용으로는 규소를 질소가스와 직접 반응하는 직접질화법, 환원법, 이미드 열분해법 등으로 제조한다. 제조공정에 따라 질화규소 분말의 크기, α상의 비율, 입자의 형상, 순도등에 많은 차이가 있기 때문에 활용하고자 하는 목적에 따라 제조법이 다르다.
활용
질화규소는 절삭공구와 베어링의 소재 등으로 사용되다가 열충격에 강하고 고온 굽힘강도가 매우 큰 장점을 살려 1970년대부터는 엔진부품에 적용하는 연구가 시작되었고, 1980년대에는 구조용 세라믹스로 활용하기 시작했다. 1990년대 중반에는 고열전도성 질화규소의 제조기술이 개발되어 반도체 제조나 히터 등 전자제품 구조체에 활용되기도 했다.
2020년 6월 24일 미국 유타 주 신특스테크놀로지스사(SINTX Technologies, Inc.)에서 질화규소의 항바이러스성 특성에 대한 실험 결과를 발표해서 화제가 되었다. 이 회사에서 개발한 특정 질화규소 제재에 노출된 코로나바이러스감염증19의 병원체가 1분 이내에 비활성되었다고 보고했으며, 이 물질를 개인용 마스크나 개인보호장비 등 인체에 접촉하는 여러 장비에 사용하여 바이러스의 확산 가능성을 낮출 수 있을 것이라고 발표했다.
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