▲ ㈜포스포가 개발한 초고온 및 극한 환경에서도 견디는 첨단 코팅 파우더 ‘YSZ’

반도체·전자부품소재 전문 기업인 ㈜포스포(Force4)가 초고온·극한 환경에서도 견디는 첨단 코팅 파우더를 개발, 항공 부품 산업 발전에 기여할 것으로 기대된다.

포스포는 극한 환경을 견디는 항공용 첨단 코팅 소재를 개발하는데 성공했다고 20일 밝혔다.

항공용 극한 코팅 소재란 초고온, 극저온, 초고압의 극한 환경에서 산화 및 부식 등에 견뎌 부품의 수명을 증가시켜 주는 첨단 소재다. 부품 표면에 열 전도성이 낮은 세라믹 층을 코팅하는 것으로 부품에 전달되는 열을 차단하는 역할을 한다.

일반적으로 항공용 노즐, 엔진 터빈 등에 활용되며 초고온 (2000℃ 이상)에서 견디는 소재가 적용된다. 최근에 가장 안정적으로 주목 받고 있는 극한 소재는 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia:이트리아 안정화 지르코니아)다.

포스포가 이번에 개발한 극한 코팅 소재 YSZ는 균일한 입도를 형성하고 있으며, 유동성이 개선된 20~40um 수준의 구형 분말이다. 해당 개발은 자체 개발한 화염분무열분해 공정을 적용했으며 15~40um 까지 입도 크기를 조절하는 것이 가능하다.

화염분무열분해법은 노즐에서 액적이 분사되고, 액적을 화염으로 직접 건조시키는 방식이다. 이는 열풍으로 건조하는 기존 방식에 비해 수분 건조가 빠르고 입자 사이즈가 작게 형성되는 특징이 있다.

해당 공정의 적용으로 20um대 분말 제조 시 수율이 현저히 낮아지는 문제를 극복하고 가격 경쟁력을 확보했다. 또한 균일한 유무기 표면 코팅을 적용해 분말이 서로 응집되지 않아 항공용 부품에 치밀하게 코팅막을 형성하는 것이 가능하다.

YSZ 첨단 코팅 소재는 포스포가 기존에 개발한 디스플레이 및 반도체 공정용 장비에 쓰이는 구형 용사 코팅 소재 개발 노하우를 바탕으로 빠른 개발을 성공할 수 있었다. 또한 이미 양산 라인 설비를 보유 중으로 빠른 사업화가 가능할 것으로 보인다.

이번 YSZ 첨단 코팅 소재 개발로 항공용 가스 터빈, 노즐에 코팅용 첨단 소재로 적용되어 극한 환경에서 견디는 부품의 장기 내열성과 내 부식성 향상에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

나민영 포스포 연구소장은 “이번 극한 소재의 개발 성공 배경은 소재 분야의 끊임없는 R&D 연구에 대한 결과”라며 “이번 개발의 성공으로 항공 부품 산업에 국내 기술력을 도입해 부품 내구성이 한걸음 성장하는데 일조하고 싶다”고 밝혔다.