편집부(외신) 첨단 세라믹 파우더는 구조적, 전자적·화학적 처리와 환경 관련 제품, 열 스프레이 코팅 등의 첨단 세라믹 부품을 만들 때 필수적인 원료이다. 첨단 세라믹의 뛰어난 특성은 다음과 같은 단계 전반에 걸쳐 매우 조심스런 조절을 요구하는 특수한 조성과 미세구조를 통해 얻을 수 있다. 파우더 합성, 파우더 크기 조정, 유동 조절, 강화와 성형 공정, 소결, 최종 가공과 검사, 전자, 자기, 화학 공정, 촉매와 보조 촉매로써 첨단 세라믹을 점점 큰 규모로 사용하게 됨에 따라, 첨단 세라믹을 사용하는 세라믹 파우더 시장은 지속적인 성장하고 있다. 이러한 파우더에는 산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화물 그리고 복합 산화물이 있다. 현재는 혁신적으로 새로운 물질들(나노크기의 세라믹 파우더)이 고체 연료 로켓에 사용되는 촉매에서부터 CMP(chemical mechanical polishing)에 사용되는 마그네틱 유체에 이르기까지 일련의 하이테크 제품들과 함께 나타나고 있다. 지속적인 성장이 기대됨 최근 비즈니스 커뮤니케이션 사에 의해 보고된 ‘하이테크 세라믹 리뷰 2003’ 리포트에 의하면 첨단 세라믹은 향후 10년 꾸준한 성장을 할 것으로 기대되고 있다. 미국의 경제 침체와 9/11테러로 2001년의 마이너스 성장 후에, 2002년부터 시장이 점점 회복되다가 2003년 중반에 가장 높은 수치를 보였다. 군수 물자 수요와 많은 양의 세라믹 갑옷 주문은 군과 관련된 제품 부분의 활동이 증가했음을 의미하는 것이다. 시장 점유율의 측면에서 보면, 전자용 세라믹이 여전히 가장 큰 부분을 차지하고 있다. 그러나 구조 세라믹이 가장 빠른 속도로 성장하고 있다. 첨단 세라믹 부품 시장에 대한 미국의 2003년 총 가치는 약 86억 달러로 추정되고 있다. 이는 연평균 8.3% 성장 속도로 성장하여 2008년까지 129억 달러에 이를 것으로 보인다. 시장의 대부분의 비율을 차지하고 있는 전자용 세라믹은 ‘성숙된 시장’으로 분류되고 있다. 이중 몇몇 분야는 급격하게 성장하고 있는데, 이 중에서 구조용 세라믹의 갑작스런 성장은 아프가니스탄과 이라크의 전쟁에 따른 갑옷에 대한 수요가 계속 높았기 때문이다. 군대와 상업적 비행기 엔진의 세라믹 코팅에 대한 수요도 2000년 초기의 슬럼프에서 벗어났다. 공구 삽입부의 세라믹 코팅이 호황인 것처럼 내마모성과 다른 산업 제품 또한 호황을 누리고 있어 전반적인 시장이 성장할 수 있게 되었다. 자동차와 트럭의 방출 표준이 높아짐에 따라 세라믹 촉매에 대한 수요도 높아지고 있다. 나노세라믹의 등장 나노세라믹 파우더는 나노카본-블랙과 나노실리카를 필터로 사용하는 것을 생략하면 나노 구조 재료에서 90%를 차지하면서 세라믹 파우더 산업에 중요한 부분이 되어가고 있다. 이들 파우더는 미세전자공학, 광학, 화학, 환경, 자성 기록 제품에 사용되고 있다. 현재 대부분 상업적으로 중요한 나노입자 재료는 실리카(SiO2), 산화티탄(TiO2), 알루미나(Al2O3), 산화 철(Fe3O4, Fe2O3), 산화아연(ZnO), 세리아(CeO2), 지르코니아(ZrO2) 등과 같이 간단한 금속 산화물이다. BaTiO3와 같은 티탄산염뿐만 아니라 인듐-틴 옥사이드(ITO)와 안티모니-틴 옥사이드(ATO)같은 혼합 산화물의 중요성 또한 점차 증가하고 있다. 실리카와 산화철 나노입자는 상업적인 역사가 50년도 넘지만 나노크리스탈 타이테니아(nanocrystalline titania), 산화아연, 세리아(ceria)와 ITO가 시장에 뛰어든 것은 최근의 일이다. 다양한 복합 산화물, 금속, 반도체와 텅스텐 카바이드(WC)와 같은 비산화 세라믹을 포함하여 다른 형태의 나노입자들은 개발 중이거나 매우 소량만이 몇몇 특정분야에 사용되고 있다. 타이테니아와 ITO와 같은 반도체 산화물을 제외하고는 반도체 나노크리스탈들은 대체로 큰 규모로 상업화되지 않았다. 나노크리스탈 반도체(종종 양자점이라고 불리는)를 생산하고 이용하는 기술은 상대적으로 새롭고 급속히 성장하고 있다. 파우더 시장 성장 2002년의 미국 내 첨단 세라믹 파우더 시장은 나노크기의 파우더를 포함하여 약 9억1,800파운드로 16억5백만 달러어치로 추정된다. 이는 2007년까지 11억7,800만 파운드로 22억86백만 달러어치로 성장할 것이라는 추측을 가능하게 한다. 연평균 성장률은 7.3%로 가정하였다. 2002년에 첨단 세라믹 파우더는 여전히 부피로는 97.5%, 가치로는 90.4%를 차지하고 있다. 그러나 향후 5년 후에는 나노세라믹 파우더의 사용이 증가하기 때문에 첨단세라믹 파우더가 차지하는 부피는 95.9%, 가치는 89.5%로 떨어질 것으로 보인다. 2002년에 첨단 세라믹 파우더 중에서 산화물은 시장 전체 부피의 99.7%, 가치로는 97.9%를 차지하고 있었다. 하지만 2007년까지는 차지하는 부피는 99.8%로 거의 비슷한 수치를 보이지만, 가치는 약간 떨어질 것으로 보고 있다. 가장 큰 성장률을 보이는 구조용 세라믹 분야는 연 평균 9.6%의 성장률을 보이고 있고 그 뒤로 전자용 세라믹이 7.5%의 연평균 성장률을 보이고 있다. 화학, 환경 관련 분야는 6.9%의 연평균 성장률을 열 스프레이 코팅이 5.3%로 그 뒤를 따르고 있다. 2007년까지는 전기용, 구조용 제품 모두 코팅비용과 화학, 환경 관련 제품의 비용에서 점유율이 증가할 것이다. 나노세라믹 파우더 시장 산업적 규모의 수량으로 제조된 나노재료 제품은 파우더나 분산재 형태로 판매되고 있다. 나노구조 실리카나 산화철은 상업적인 역사가 50년도 넘지만 나노크리스탈 타이테니아, 산화아연, 세리아와 ITO가 시장에 뛰어든 것은 최근(지난 십년간)의 일이다. 나노세라믹 파우더는 실험용, 개발용, 프로토타입 용으로 판매되는 것은 물론 산업적인 양으로도 판매되고 있다. 몇몇 회사들은 이들 재료를 사용하고 있고 다른 회사들은 이들 재료를 사용하는 다른 방법을 찾고 있다. CMP용 미세 연마재, 고상-연료 로켓용 연소 촉매, 자기 기록 매체, 광섬유 코팅, 페로유체에 사용되는 자성 물질, 연료 전지, 산소 센서, 광전자 소자와 개발용, 프로토타입 세라믹 부품들이 이 재료를 사용할 수 있는 응용범위에 속한다. 나노세라믹 파우더가 사용될 가장 큰 시장은 전기/자기/광학, 구조/생물학, 코팅과 화학/환경 관련 등의 다양한 분야로 나뉠 수 있다. 수백억 달러의 나노상 실리카 시장을 제외하면, 2002년 미국 나노크리스탈 세라믹 파우더 시장은 23,300,000파운드로 1억5천4백50만 달러의 가치에 이른다. 이러한 시장의 규모는 2007년까지 연평균 9.3%의 성장을 하여 48,800,000 파운드, 즉 2억 4천 1백 달러에 이를 것으로 보인다. CMP가 시장 점유율 중에서 부피 면에서 가장 큰 규모를 차지하고 있고 그 다음으로 자기기록매체가 뒤를 따르고 있다. 실리카와 알루미나 파우더는 CMP 시장을 잠식하고 있으며 산화철이 자기기록 매체 분야에 영향을 주고 있다. 구조, 기계, 생물 분야는 작은 시장 규모를 가지고 있지만 성장 잠재력은 매우 크다. 자동 촉매 코팅과 썬스크린(sunscreen)이 화학/환경 관련 제품의 대부분을 차지하고 있다. 이런 제품들과 함께 MRI 대조비 향상을 위한 에이전트가 작은 시장을 차지할 것으로 보이고 있다. 전 세계적으로 점점 강화되는 방출 표준으로 자동 모티브 촉매 시장이 촉매 재료와 공학 분야에서 변화의 조짐이 관찰되고 있다. 열 스프레이 코팅용 나노세라믹 파우더는 아직 초보단계이다. 미국 해군은 나노입자 공급용 열 스프레이 제품에 관한 높은 관심을 보이고 있다. 비록 시장은 작게 시작했지만 연간 35%의 높은 성장을 할 것으로 기대되고 있다. 2002년에는 전지/자기/광학 제품이 전체시장의 60%를 차지하고, 화학/에너지/환경 관련 제품이 그 뒤를 이어 37.7%를, 구조/기계/생물 제품이 1.9%를 차지하였지만, 2007년 까지 구조/기계 제품이 급속한 성장을 하여 3.3%의 시장 점유율을 보일 것으로 기대된다. 반면 전기/자기/광학 분야는 62.4%의 점유율을 보일 것으로 예상하고 있다. 이러한 증가는 화학/에너지/환경 분야가 줄어들 것으로 예상하였기 때문인데 2002년에 37.7%의 시장 점유율을 보였던 것이 2007년에는 34%로 줄어들 것으로 예상되고 있다. 나노세라믹 파우더를 이용한 고성능 코팅은 2007년까지 급속히 성장할 것으로 보이지만 아직 시장 규모는 매우 작은 상태이다. (Ceramic Bulletin)