전기유변유체 성능 향상을 위한 이중 쉘 중공 구조 티타니아 합성 및 에칭 폐액을 활용한 에폭시 몰딩 컴파운드 응용

초록

본 연구에서는 마이카를 템플릿으로 활용하여 이중 쉘 중공 구조의 티타니아(DST)를 합성하고, 이를전기유변유체(ER 유체)의 분산 물질로 적용하였다. 먼저, 사염화티타늄을 전구체로 사용하여 졸-겔법을 통해마이카 표면에 첫 번째 티타니아 쉘을 도입하였다. 이후, 규산나트륨을 이용해 실리카 층을 도입하고, 첫 번째와 동일한 방식으로 두 번째 티타니아 쉘을 코팅하였다. 최종적으로, 불산을 에칭액으로 사용하여 마이카와실리카 층을 제거함으로써 이중 쉘 중공 구조의 DST를 성공적으로 제조하였다. 합성된 DST는 실리콘 오일(3.0wt%)에 분산시켜 전기장 하에서 전기유변(ER) 특성을 평가하였다. 그 결과, DST 기반의 ER 유체는 3.0kV mm–1의 전기장을 인가하였을 때 149.5Pa의 높은 전단 응력을 나타내었다. 이는 이중 쉘 구조로 인한 계면분극 효과에 기인한 것으로 분석되었다. 또한, DST의 제조 과정에서 발생한 에칭 폐액을 회수하여 침전법을통해 실리카 필러로 재활용하고, 이를 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)에 적용한 결과, 상용화된 EMC와 유사한물성을 나타냄을 확인하였다. 본 연구는 DST 소재의 합성과 ER 유체로의 응용 가능성을 제시함과 동시에, 제조 공정에서 발생하는 폐액의 반도체용 EMC 소재로의 활용 가능성을 함께 제시하였다.

키워드