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자료명/저자사항
자외선급 대형 사파이어 제조 / 지식경제부 인기도
발행사항
[과천] : 지식경제부, 2012
청구기호
전자형태로만 열람 가능함
형태사항
182 p. : 삽화, 표 ; 30 cm
제어번호
MONO1201219724
주기사항
주관연구기관: (주)사파이어테크놀로지
주관연구책임자: 최이식
원문
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제출문

요약문

SUMMARY

CONTENTS

목차

제1장 서론 13

제1절 자외선급 대형 사파이어 제조 13

제2절 사파이어의 군수용 특성 연구 및 무기체계 적용성 평가 16

제3절 연구개발의 필요성 18

1. 기술적 측면 18

2. 경제적 측면 18

3. 군사적 측면 20

제2장 국내외 기술개발 현황 21

제1절 자외선급 대형 사파이어 제조 21

1. 소요기술 분석 21

2. 국내기술 현황 21

3. 국외기술 현황 22

제2절 사파이어의 군수용 특성 연구 및 무기체계 적용성 평가 23

1. 소요기술 분석 23

2. 기술 현황 분석 24

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 26

제1절 자외선급 대형 사파이어 제조 26

1. 대형 사파이어단결정 성장 26

2. 반구형 사파이어 단결정 개발 51

3. 반구형 사파이어 가공기술 개발 63

4. 평판형 사파이어 윈도우 가공기술 개발 78

제2절 사파이어의 군수용 특성 연구 및 무기체계 적용성 평가 90

1. 물리적 특성 평가 90

2. 내열 저반사 코팅 특성 연구 108

3. 광학특성 연구 140

4. 동적특성 연구 147

5. 정적특성 연구 165

제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 176

제1절 자외선급 대형 사파이어 제조 176

제2절 사파이어의 군수용 특성 연구 및 무기체계 적용성 평가 178

제5장 연구개발결과의 활용계획 181

제1절 자외선급 대형 사파이어 제조 181

제2절 사파이어의 군수용 특성 연구 및 무기체계 적용성 평가 181

제6장 참고문헌 182

초록보기 더보기

vol. 자외선급 대형 사파이어 제조

I. 제목 : 자외선급(UV grade) 대형 사파이어 제조

II. 연구개발의 목적 및 필요성

군수 분야에서는 각종 무기체계의 IIR(imaging infra-red) 탐색기 및 EO(electro optic) 탐색기 등의 윈도우로 사용되며, 민수 분야에서는 반도체 산업에서 LED용 기판 등으로 널리 사용되고 있는 대형 사파이어를 생산하는 기술을 개발함으로써 미국과 러시아 등의 선진국에 비해 뒤쳐져 있는 사파이어 제조기술을 획기적으로 향상시켜 군수 및 반도체 산업분야에서의 국가적인 경쟁력을 확보하고자 하였음.

III. 연구개발의 내용 및 범위

1) 6인치급 대형 사파이어 단결정 성장기법 연구 :

- 성장로 시스템 개발, 성장기술 개발, 품질향상 기술 개발, 코어드릴링 기술개발

2) 반구형 사파이어 개발 :

- 도가니 제조기술개발, hot-zone 시스템 개발, 성장기술 개발, 품질향상 기술 개발

3) 반구형 사파이어 가공기술 개발 :

- scooping 기술개발, grinding 및 polishing기술 개발

4) 평판형 사파이어 가공기술 개발 :

- 대면적 절단기술 개발, grinding 및 polishing기술 개발

IV. 연구개발결과

1) 6인치급 대형 사파이어 단결정 성장기법 연구 : 크랙 및 기포가 없는 40mm 이상의 6인치 로드잉곳 제조기술 개발에 성공하였으며 현재 양산 시스템을 구축하였으며 국내외 업체에 판매하고 있음.

2) 반구형 사파이어 개발 : 스피닝 공법을 이용하여 반구형 도가니를 제작하고 hot-zone 시스템 변경을 통해 기포 제어를 하여 고품질 반구형 잉곳을 성장하였음.

3) 반구형 사파이어 가공기술 개발 Scooping 툴을 개선하고 grinding 공정을 두 단계로 나눠 진행하여 polishing 시간을 줄이고 표면 품질을 높혔음. φ50의 반구형 사파이어 가공오차는 0.05mm까지 가능한 수준임.

4) 평판형 사파이어 가공기술 개발 : 표면품질이 우수하고 가공오차가 매우 적은 150x75mm 평판형 사파이어 제작이 가능함.

V. 연구개발결과의 활용계획

민수용 대형 사파이어 단결정은 큰 사이즈의 칩을 이용하는 조명용 LED 제조에 이용되어 효율증가에 따른 단가인하를 가져와 경쟁제품인 형광등과의 가격격차를 줄어 LED 조명시장 확대를 앞당길수 있을 것으로 예상됨.

수입이 불가능하거나 매우 까다로운 제품인 군수용 사파이어 돔과 평판 윈도우를 국산화 하므로 각종 무기체계에 자유로운 적용이 가능할 것으로 예상됨.

vol. 사파이어의 군수용 특성 연구 및 무기체계 적용성 평가

I. 제목 : 사파이어의 군수용 특성 연구 및 무기체계 적용성 평가

II. 연구개발의 목적 및 필요성

본 연구의 목적은 각종 무기체계의 적외선 영상 탐색기(IIR seeker: image infra red seeker)를 보호하는 투과 창(window) 및 돔(dome)으로 사용하기 위하여 고품질 사파이어의 특성 및 무기체계 적용성을 평가하는 것이다.

III. 연구개발의 내용 및 범위

1) 사파이어 특성 평가 및 비교

- 사파이어 특성 평가 및 국내개발 사파이어와 외국산 사파이어 비교 실험

2) 내열 저반사 코팅 특성 연구

- 내열 저반사 코팅 재료 조사, 코팅 설계, 코팅, 특성평가

3) 광학특성 연구

- 적외선 투과율 평가, 고온 투과율 측정 방법 연구 및 장치 제작

- 사파이어에 대한 고온 투과율 측정 장치 수정 빛 에비실험

- 반구형 돔 사파이어에 대한 형상/크기 평가 장치 제작

4) 동적특성 연구

- 사파이어에 대한 동적 특성 평가 방안 연구

- 시뮬레이션/모델링 기법을 이용한 사파이어 동적 특성 예측

- 고온 충돌장치 제작 및 예비 실험

5) 체계 적용성 예비 시험

-사파이어 전처리 공정 연구 및 표면 조건 연구

IV. 연구개발결과

1) 사파이어 특성 평가 및 비교 : 국내 사파이어와 외국산 사파이어에 비교평가 완료

2) 내열 저반사 코팅 특성 연구 : oxide계로 선정하였으며 코팅 설계와 코팅 방법에 따른 투과율 및 특성 평가 완료

3) 광학특성 연구 : 두께 및 방향(orientation)에 따른 투과율 평가, 고온투과율 측정 장치 제작완료

4) 동적특성 연구 : 시뮬레이션에 의한 동적특성 평가, 고속 충돌장치 제작 및 평가

5) 체계 적용성 예비 시험 : 기계적 특성 및 광학특성 개선을 위한 열처리 조건 분석 완료. 사파이어 최종 연마상태에 따른 곡강도 측정 및 2축 곡강도 측정 시험 완료

V. 연구개발결과의 활용계획

본 연구에서 개발된 사파이어는 ○○무기체계 적외선 영상 탐색기 보호 창(window)으로 활용할 예정이다. ○○무기체계는 현재 탐색개발 중이며 체계개발 후 양산될 예정이다.

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