파인세라믹 스타트업 DKFC, 질화규소 국산화로 글로벌 시장 도전

벤처2공장 전경

［충북일보］ 국내 파인세라믹 소재 스타트업 '디케이에프씨'(DKFC)가 고성능 질화규소(Si₃N₄) 소재의 국산화를 넘어 글로벌 최고 수준의 물성을 확보하며 소재·부품·장비 시장의 다크호스로 떠올랐다.

DKFC는 지난 2024년 벤처기업 인증에 이어 2025년 소부장 전문기업 인증을 획득하며 기술력을 공식 인정받았다고 밝혔다.

회사가 독자 개발한 질화규소 제품 'SN-D200'은 가스압소결(GPS) 및 열간등방압소결(HIP) 공정을 적용해 이론 밀도에 가까운 치밀한 미세구조를 구현한 것이 특징이다.

특히 DKFC는 기존에 널리 쓰이던 이트리아(Y₂O₃) 대신 세리아(CeO₂)-알루미나(Al₂O₃)-마그네시아(MgO)계 독자 조성을 적용해 기계적, 열적 특성을 극대화했다.

한국세라믹기술원(KICET) 공인 인증 결과 SN-D200의 꺾임 강도(Bending Strength)는 1,063MPa, 파괴 인성(Fracture Toughness)은 7.3MPa·m½을 기록했다.

특히 850℃ 이상의 급격한 온도 변화도 견디는 열충격 저항성을 확보했다.

이는 그동안 시장을 독점해 온 일본 교세라(Kyocera), 히타치(Hitachi) 등의 프리미엄 제품 대비 강도는 4% 이상, 경도(Hardness)는 18.4GPa로 약 31% 이상 우수한 수치로, 수입산 소재를 완벽하게 대체할 수 있는 수준으로 평가받는다.

이러한 물성은 실제 산업 현장에서 놀라운 내구성을 증명했다.

SN-D200을 적용한 용탕용 질화규소 임펠러는 지난 2023년 10월 18일 국내 알루미늄 도금 라인에 투입된 이후 현재까지 약 27개월간 교체 없이 가동되고 있다.

고온의 알루미늄 용탕 침식에 취약했던 기존 소재의 한계를 극복하고 2024년 1월 포스코스틸리온 현장 적용 테스트를 성공적으로 마쳤으며, 이에 힘입어 연간 공급 계약 체결 및 특허 출원까지 완료했다.

국내에서의 성공적인 레퍼런스는 해외 시장 진출로 이어지고 있다.

DKFC는 국내 알루미늄 도금 공정 장비 제조사와 협업해 중국, 러시아, 베트남 등 해외 시장에도 샘플을 공급하며 적용 범위를 확대하고 있다.

다이캐스팅 부품을 조립하고 있다.

또한 DKFC는 소재 기술을 다이캐스팅 산업으로도 확장해 상업화 가능성을 검증 중이다. 극한의 내마모성이 요구되는 다이캐스팅 부품에 대한 양산 성능 1차 평가를 H사와 협력하여 완료했으며, 올해 상반기 중 2~3차 추가 실증 테스트를 진행해 양산 적용을 확정할 계획이다.

이와 함께 회사는 미래 모빌리티 핵심 부품인 전기차용 세라믹 베어링 볼 분야에서도 성과를 냈다.

지난해 산업통상자원부 주관 '양산성능평가지원사업'을 통해 초정밀 베어링 기준인 'G5 등급'의 구형도와 표면 거칠기를 만족시켰으며, 올해 1월 강릉에 위치한 강원테크노파크 벤처2공장에 자동화 볼 가공설비를 갖추고 양산에 돌입할 예정이다.

또한 영주 베어링센터에서 진행 중인 고속·고하중 신뢰성 평가를 통해 전기차 모터와 휴머노이드 로봇 관절 등 차세대 산업 핵심 부품으로서의 가능성을 입증할 예정이다.

DKFC 관계자는 "SN-D200은 단순한 국산화를 넘어, 글로벌 Top-tier 제품을 압도하는 초고경도 물성을 확보했다"며 "독자적인 소결 기술과 배합 노하우를 바탕으로 글로벌 고성능 소부장 시장의 판도를 바꾸겠다"고 포부를 밝혔다. 서울 / 최대만기자