LCD Glass 용해 시 백금합금의 고온 반응성 특성

초록

최근 Display 산업의 성장으로 수요가 증가하며 고품질의 Glass가 요구되면서 고온 내산화성 및 크리프 강도가 우수하며 내고온성과 내화학성이 뛰어난 백금계 소재가 다양한 Glass 제조공정에 사용되고 있다. 특히 1400℃ 이상에서 제조되는 고품질의 LCD Glass의 용해장치용 재료로 쓰이는 백금계 합금은 높은 용해온도와 강도를 향상시키기 위해 Rh 등의 원소를 첨가하여 고용 강화합금(Pt-Rh)이 사용되어 왔지만 Glass 성분과 내화물로부터의 오염, 용출로 인한 착색, 경제성 등의 단점과 보다 높은 고온강도를 위해 Pt 또는 Pt-Rh 합금의 기지(Matrix)에 지르코늄산화물(ZrO2)의 분산입자로 강화시킨 우수한 고온 크리프 특성을 갖는 산화물 분산 강화백금합금(Oxide Dispersion Strengthened)이 주목받고 있다. 따라서 본 연구에서는 백금합금과 산화물 분산 강화백금합금의 용융 Glass에서의 화학반응에 따른 고온 휘발특성을 조사하였고 용융 Glass 상태와 대기중에서의 고온 휘발특성을 동시에 평가하여 이를 용융 Glass 반응성 평가결과와 비교, 조사하였다. Pt-100% 도가니안에 LCD Glass용 Glass 분말과 Pt-20%Rh, Pt-0.3%Zr 산화물 분산 강화백금합금 plate를 함께 장입한 후 1200, 1400, 1550℃에서 24h, 48h, 72h, 96h까지 고온 용해 실험하였고 Glass가 포함되지 않은 대기에서 백금합금 또한 고온 용해실험을 하였다. 각각의 시편을 OM, SEM, EBSD을 이용하여 표면 및 단면을 관찰한 후 Micro Vicker's Hardness 측정하였으며 ICP를 이용하여 백금합금에서의 Rh, Zr Ion 용해함량을 측정하였다. 각각의 백금합금 도가니에서는 도가니와 Glass의 경계면에 기포가 형성되었으며 시간이 경과함에 따라 기포의 수는 감소하였다. 또한 각각의 백금합금의 plate에서의 Rh, Zr Ion 용해 함량은 Glass에서 반응이 대기에서 보다 증가하였으며 시간과 온도에 따라 용해함량은 증가하였다.