규화철의 고품질 결정 만드는 기술 개발 산업기술종합연구소 北海道센터는 열전변환소자 등에 응용을 기대할 수 있는 규화철의 고품질 결정을 만드는 기술을 개발했다. 규소와 철의 분말을 2대1 의 비율로 혼합한 원료를 적외선을 사용하여 1400℃ 이상까지 가열하여 액체상태로 만든다. 이 상태에서 고저차 10m인 탑 속에서 자연스럽게 낙하시킨다. 원료는 낙하하는 도중 무중량 상태가 내어 내부의 대류가 정지, 전체가 균일하게 섞인다. 액상 원료는 중력의 약 4배의 가속도로 아래에 있는 냉각판에 충돌, 순식간에 얼어서 굳어지는 구조. 이렇게 하면 규소와 철이 1대 1로 연결된 규화철과, 2대 1로 연결된 α규화철의 초미립자가 균일하게 섞인 상태가 된다. 이것을 850℃까지 재가열하면, 열전재료나 발광소자, 태양전지 등에 사용할 수 있는 β규화철의 다결정 구조로 변화한다. 지금까지도 규화철로 열전변환소자를 만드는 시도는 있었지만, 단순히 가열하여 혼합하는 것만으로는 조직이 일정치 않아 양질의 β규화철로 변화하지 않아 실용적인 소자가 되지 못했다. 무중량 상태를 이용함으로써 변환효율을 10% 이상 향상시킬 가능성이 높아지리라고 이 센터는 보고 있다. 실험에 사용한 탑에서는 무중량 상태를 약 1.2초 밖에 만들지 못한다. 단시간이지만 가열한 원료 내부의 대류는 낙하 개시 후 수 십 밀리 초만에 정지하기 때문에 이 시설로 충분하며 품질 좋은 규화철을 제조할 수 있다고 한다. 이후 양산화의 방법이나 보다 성능 높은 단결정의 제법 개발 등에 박차를 가할 것이다. (CJ)