비파괴검사 스터디 내용 정리

1. 광학적 특성

광학적 기능성세라믹스는 적외선방사성, 감광성, 투광성, 도광성, 광굴절성, 포토크토믹, 광선택반사성, 광전자방사성, 편광성, 발광 및 형광성 세라믹스로 분류된다.
적외선 방사 세라믹스는 적외선 방사 재료 속에 전열선 등의 가열체를 삽입하여 제작한 것이며, 가열체가 적외선 방사 재료를 가열하면 그 재료의 성분 및 특성에 따라 근적외선, 중적외선, 원적외선을 방사하게 된다. 원적외선의 파장범위를 정확하게 구분하기는 어려우나 일반적으로 4㎛부터 1000㎛(1㎜)까지의 범위로 정의하고 있다. 특히 산업 분야에서 열원으로 이용되는 파장 영역은 2.5㎛~25㎛의 영역이 많이 이용되고 있다. 원적외선 복사체는 저온(상온)에서부터 고온으로까지 다양하게 이용되고 있으며, 그 특성 때문에 주로 세라믹 원료를 이용하고 있다. 또한, 복사 세라믹 원료는 Alumina, Silica, Zirconia, Titania를 기초로 한 것 등이 있으며, 점토광물, Clay, Mica, Cordierite, Petalite, Mullite, Cordierite-Mullite, Sphene 등의 천연광물을 이용하는 것도 있다.

투광성 세라믹스는 제조 시 투명화에 기여하는 인자로는 고순도화, 원료조성의 조절, 기공의 감소, 석출물의 감소, 이방성감소가 있다. 투광성 세라믹스가 되기 위해서는 원료 자체의 성질이 중요하며 산란을 적게 하기 위해서는 결정미립자에 이방성이 적은 것을 고르고 다시 세라믹스의 성형 및 소성의 과정에서는 압력과 첨가물을 적절하게 하고 소결의 분위기를 공기 중 환원성기체 또는 산화성기체 등 여러 가지로 연구하여 기공이 생기는 것을 가능한 억제하여야 한다. 대표적인 투광성 세라믹스는 알루미나(Al2O3), 마그네시아(MgO), 지르코니아(ZrO2)가 있으며 나트륨 램프, 스테레오 비디오 안경 등에 쓰인다.
선택적 광반사성 재료로는 열반사 유리가 있으며, 감광성 재료로는 Photochromic Glass가 있다. 투광 편광성 재료는 (Pb, La)(Zr, Ti)O3가 있으며 형광성 재료(레이저 다이오드, 발광 다이오드, 레이저용)는 GaP, GaAs, GaAsP, Al2O3가 있다.
물질 내부의 전자에 광자(Photon)가 충분한 에너지를 갖고 충돌하면, 광자 에너지는 전자의 운동에너지로 전환되어 2차 전자 방출과 유사한 전자 방출 현상이 발생한다. 이렇게 방출된 전자를 광전자(Photoelectron)라 한다. 광전자 방출 현상의 주 응용은 광검출기로서 스핀 편극 전자선용 GaAs가 전자원으로 사용된다.