KR100561701B1 - 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 촉매로서 전이금속을 이용하여 탄소구조체 표면을 코팅한 다음, 코팅된 탄소구조체를 규소 및 이산화규소 혼합 분말과 반응시킴으로써 저온에서 다량의 탄화규소 나노로드 및 나노와이어를 제조할 수 있는, 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법을 제공한다.
탄화규소 나노로드, 탄화규소 나노와이어, 열탄소환원반응

Description

탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법 {SYNTHESIS METHOD OF ＳｉＣ NANOROD AND NANOWIRE}
도 1a는 본 발명에 따라 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조시 반응원료 각각을 반응로 내에 이격 위치시키는 경우의 개략도이며, 도 1b는 반응원료를 혼합시켜 반응로 내에 위치시키는 경우의 개략도이다.
도 2a는 본 발명에 따라 크롬을 코팅한 후 1100 ℃에서 성장시킨 탄화규소 나노와이어의 전자현미경 사진이며, 도 2b는 본 발명에 따라 철을 코팅한 후 1100 ℃에서 성장시킨 탄화규소 나노와이어의 전자현미경 사진이며, 도 2c는 본 발명에 따라 니켈을 코팅한 후 1100 ℃에서 성장시킨 탄화규소 나노와이어의 전자현미경 사진이다.
도 3a는 본 발명에 따라 크롬을 촉매로서 사용한 경우 탄소구조체가 탄화규소로 변화하는 상대적인 양을 나타낸 그래프이며, 도 3b는 본 발명에 따라 철을 촉매로서 사용한 경우 탄소구조체가 탄화규소로 변화하는 상대적인 양을 나타낸 그래프이며, 도 3c는 본 발명에 따라 니켈을 촉매로서 사용한 경우 탄소구조체가 탄화규소로 변화하는 상대적인 양을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 촉매로서 전이금속을 이용하여 탄소구조체 표면을 코팅한 다음, 코팅된 탄소구조체와 규소 및 이산화규소 혼합 분말을 열탄소환원반응(carbothermal reduction)시켜 저온에서 다량의 탄화규소 나노로드 및 나노와이어를 제조하는 방법에 관한 것이다.
탄화규소 나노로드와 나노와이어는 그 직경이 보통 수 내지 수십 nm 정도로 극히 작고, 아스펙트비(aspect ratio)가 10 ~ 10,000 정도인 원통형 물질로서 주된 성분은 탄소와 규소가 결합되어 있는 탄화규소이며, 제조방법에 따라 비정질을 가지는 산화규소가 수 내지 수십 nm의 두께로 덮여 있다. 탄화규소 나노로드와 나노와이어는 높은 강도와 우수한 화학 안정성을 가지고 있고 우수한 전기적 특성을 겸비함으로써 고온과 고전압 환경에서 사용될 수 있는 물질이다. 최근에 연구개발되고 있는 나노구조체를 사용한 전계방출소자 FET (field emission tip)에 있어서는 전계방출소자의 작동과정시 저진공, 고온 상태에서 안정된 전계방출특성을 유지하는 것이 전계방출 팁이 가져야 할 중요한 특징이며, 이런 면에서 탄화규소 나노로드 및 나노와이어는 탄소나노튜브보다 작동 환경에서 안정된 구조적 특성을 보임으로써 차세대 전계방출소자 재료로서 주목받고 있다. 또한 기계적 강도를 증가시키기 위하여 사용되는 인성강화재로서도 그 사용범위를 넓히고 있다.
종래 사용되던 탄화규소 나노와이어 및 나노로드의 제조방법은 탄화규소 휘스커(whisker)의 제조공정을 이용한 것으로서 고온공정과 공정 중 표면에 생성되는 이산화규소 피막을 제거하기 위한 진공공정 및 고온휘발공정에 그 특징이 있다. 대표적으로 탄화규소 나노로드를 제작하기 위해 사용되던 기존의 열탄소환원반응은 규소와 이산화규소 혼합물을 고온에서 휘발시켜 탄소가 함유된 물질과 반응시켜 탄화규소 나노와이어 및 나노로드를 제작한다. 대표적인 반응식은 하기식 (1)과 (2)와 같다.
SiO2(s) + Si(s) → 2SiO(g) (1)
2SiO(g) + 3C(s) → 2SiC(s) + CO2(g) (2)
여기서 (g)는 가스상태, (s)는 고체상태를 의미한다.
상기식 (1)과 (2)에 의하면 약 1300 ℃ ~ 1500 ℃에서 이산화규소(SiO2)와 규소(Si)의 혼합물에서 일산화규소(SiO) 가스가 휘발되고, 이때 발생된 일산화규소가 고체상태의 탄소(C)와 반응하여 탄화규소(SiC)를 만들게 된다. 탄화규소가 형성될 때 고온에서 탄소입자가 부분적으로 녹게 되고, 이 때 녹은 탄소입자에 일산화규소가 고용된 후 석출되어 탄화규소 나노로드를 만들게 된다. 그러나 이 제작공정은 1300 ℃ ~ 1500 ℃의 고온에서 반응이 진행되어야 하므로, 실용화에는 어려움이 있었다. 그리고 고온에서의 반응을 장기간 동안 유지해야 하므로 공정비가 증가하는 단점이 있었다.
이러한 단점을 극복하기 위하여 금속 분말을 탄소 구조체와 혼합하여 반응온도를 낮추는 연구가 진행되었으나, 이 연구에서 사용되는 금속 분말은 나노크기를 가지는 고가의 분말일 뿐 아니라, 나노크기를 가지는 탄소나노튜브, 탄소분말 등을 탄소구조체로 사용하였으므로 공정단가가 급격하게 증가한다는 단점이 있다.
이에 본 발명자들은 기존에 사용되고 있던 휘스커 제조공정과 유사한 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 공정상의 단점을 해결하기 위하여 거듭 노력한 결과, 탄화규소 나노로드 및 나노와이어 제조에 있어 금속 촉매로서 전이금속을 코팅시킨 탄소구조체를 이용함으로써 기존 공정의 문제점인 고온 공정을 극복할 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 금속 촉매로서 전이금속을 이용하여 탄소구조체 표면을 코팅시킴으로써 저온에서 다량의 탄화규소 나노로드 및 나노와이어를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
또 다른 본 발명의 목적은 반응원료인 탄소구조체와 규소 및 이산화규소 혼합 분말을 모두 혼합하여 반응시킴으로써 보다 많은 양의 탄화규소 나노로드 및 나노와이어를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
- 전이금속의 질화물 또는 수화물로 현탁액을 제조하고,
- 상기 전이금속 함유 현탁액에 탄소구조체를 침윤시켜 그 표면에 금속 촉매를 코팅시키고,
- 상기 코팅된 탄소구조체를 규소 및 이산화규소 혼합 분말과 혼합시키고,
- 상기 혼합체 원료를 반응로 내에 위치시키고,
- 반응로 내로 불활성가스 또는 수소 가스를 흘려주면서 1000 ~ 1200 ℃의 온도에서 30 분 ~ 2 시간 동안 반응시키는 것으로 이루어지는 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법이 제공된다.
또한,
- 전이금속의 질화물 또는 수화물로 현탁액을 제조하고,
- 상기 전이금속 함유 현탁액에 탄소구조체를 침윤시켜 그 표면에 금속 촉매를 코팅시키고,
- 상기 코팅된 탄소구조체와 규소 및 이산화규소 혼합 분말 각각을 반응로 내에 이격 위치시키고,
- 반응로 내로 불활성가스 또는 수소 가스를 흘려주면서 1000 ~ 1200 ℃의 온도에서 30 분 ~ 2 시간 동안 반응시키는 것으로 이루어지는 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에서 사용되는 전이금속은 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 티탄(Ti), 란탄(La), 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금일 수 있다. 상기 전이금속의 질화물 또는 수화물을 함유하는 현탁액의 농도는 0.05 ~ 10 mol%일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 탄소구조체는 활성탄, 탄소나노튜브, 그라파이트, 또는 분말형 또는 판상형 패널일 수 있다. 상기 탄소구조체에 금속 촉매를 코팅시키기 전에 탄소구조체를 부식시켜 그 탄소구조체 상에 구멍을 형성시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 규소와 이산화규소 혼합 분말은 1 : 1 ~ 1 : 4 또는 1 : 1 ~ 4 : 1의 무게비로 혼합되며, 볼밀을 사용하여 혼합될 수 있다. 혼합시, 스테인레스 강구나 지르코니아 강구를 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 탄소구조체와 규소 및 이산화규소 혼합 분말은 1 : 1 ~ 4 : 1의 무게비로 혼합될 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용되는 금속 촉매는 일반적으로 전이금속, 특히 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 란탄(La), 은(Ag), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금 중에서 선택되며, 본 발명에서 사용되는 탄소구조체는 활성탄, 탄소나노튜브, 그라파이트, 또는 분말형이나 판상형 패널 등이 일반적이며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 전이금속의 질화물 또는 수화물을 알코올로 녹인 후 분산시켜 제조한 현탁액에 탄소구조체를 침윤시킴으로써 탄소구조체 표면에 금속 촉매를 코팅시킬 수 있다. 분산의 경우, 약 45 ~ 55 ℃로 가열하면서 자석 막대를 사용함으로써 고르게 분산시킬 수 있다. 이 때 현탁액의 농도는 약 0.05 ~ 10 mol%가 적당하다. 이보다 높은 농도의 현탁액을 사용하는 경우 코팅된 금속양이 과다해져 나노로드의 성장이 이루어지지 않을 수 있으며, 또한 성장되었을 경우 반응기구의 특성상 직경이 크게 증가할 수 있다.
본 발명에 있어 탄소구조체를 금속 촉매로 코팅함으로써 전체 반응 온도를 낮출 수 있다. 본 발명에 따라 탄소구조체에 코팅된 금속 촉매는 나노 크기의 입자 를 가지고 있으므로 저온에서도 쉽게 용융될 수 있고, 용융된 액상을 통하여 흡착과 석출 결정화 공정을 거침으로써 쉽게 나노로드 및 나노와이어가 성장할 수 있다. 또한 본 발명에서는 탄소구조체에 금속 촉매를 코팅시킴으로써 종래에 나노 크기의 금속 분말을 혼합시키던 방법보다 원료의 단가가 낮출 뿐 아니라, 탄소구조체 분말에 금속 촉매를 균일하게 분포시켜 나노로드 및 나노와이어가 성장할 수 있는 면적을 넓힘으로써 상대적으로 반응효율을 높일 수 있다.
본 발명에 있어서는, 일산화규소 가스를 원활하게 발생시키기 위하여 이산화규소와 규소 분말을 혼합하여 사용한다. 규소를 단독으로 사용하는 경우에는 아르곤이나 수소 가스 하의 반응에서 산화에 공급되는 산소의 양이 적어 일산화규소의 휘발이 곤란하고, 이산화규소를 단독으로 휘발시켜 일산화규소를 제공하는 경우에는 반응온도가 증가하기 때문에 규소와 이산화규소를 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이 때, 규소와 이산화규소는 1 : 1 ~ 1 : 4 혹은 1 : 1 ~ 4 : 1의 무게비로 혼합하는 것이 바람직하나, 상기 혼합 조성은 원료분말의 상태와 입자의 크기에 따라 달라질 수 있다.
상기 혼합은 주로 볼밀에 의하여 수행하는데, 혼합시 스테인레스 강구나 지르코니아 강구를 포함할 수 있다. 강구를 포함하여 혼합시키는 이유는 강구를 포함한 혼합 과정에서 입자가 더욱 미세해지고 표면에 많은 결함을 유도하여 반응시 휘발되는 일산화규소의 양을 증가시킬 수 있기 때문이다. 이러한 공정의 효과는 일반적인 볼밀 공정에서도 입증되고 있으며, 특히 고속으로 회전하는 볼밀을 사용하는 경우, 나노크기의 분말과 반응물을 얻을 수 있어 효과적이다. 다만, 강구를 포함하 여 혼합한 경우에는 혼합 후 사용된 강구에서 이탈된 잔류 물질을 제거할 필요가 있다.
본 발명에 있어서, 탄화규소 나노로드 및 나노와이어를 제조하기 위한 반응로 내에 반응원료를 위치시키는 방법으로는 탄소구조체와 규소 및 이산화규소 혼합 분말 각각을 반응로 내에 이격 위치시키는 방법과 탄소구조체와 규소 및 이산화규소 혼합 분말을 혼합하여 그 혼합체 원료를 반응로 내에 위치시키는 방법이 있다. 이들 방법에 대하여는 도 1a 및 도 1b에 개략적으로 나타나 있다. 탄소구조체와 규소 및 이산화규소 혼합 분말을 혼합하여 위치시키는 경우가 탄소구조체와 규소 및 이산화규소 혼합 분말 각각을 반응로 내에 이격 위치시키는 경우 보다 반응수율 면에서 우수하다. 이는 반응원료 각각을 반응로 내에 이격 위치시키는 경우에는 반응에 참여하는 일산화규소 가스와 탄소와의 반응이 반응구조상 반응원료의 표면과 그 직하단면에서만 주로 일어나는 반면, 반응원료를 모두 혼합하여 반응로 내에 위치시키는 경우에는 반응가스의 이동거리가 짧아 손실되는 양이 적고, 탄소 분말과의 반응면적이 상대적으로 크게 증가하게 되어 결과적으로 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 생성량이 증가하게 되기 때문이다.
금속촉매가 코팅된 탄소구조체를 규소 및 이산화규소 혼합 분말에 혼합하여 반응로 내에 위치시키는 경우, 그 혼합 방법은 상기 이산화규소와 규소의 혼합 방법과 유사하며, 이 때 탄소구조체와 규소와 이산화규소의 혼합물은 1 : 1 ~ 4 : 1의 무게비로 혼합하는 것이 바람직하다.
반응원료를 반응로 내에 위치시킨 후에는, 아르곤가스 또는 질소가스 등의 불활성가스나 환원반응을 일으키는 수소 가스를 흘려주면서 1000 ℃ ~ 1200 ℃의 온도에서 약 30 분 ~ 20 시간 동안 반응시켜 탄화규소 나노로드 및 나노와이어를 성장시킨다. 이 때 에너지의 효율과 상업적인 재고를 위하여 되도록 반응시간은 줄이는 것이 바람직하다. 그리고 반응 중 공급되는 가스의 유량은 가스의 종류에 따라 각각 다르며, 그 양은 경험적 결과에 의존하는 것이 좋다. 또한 반응시간과 반응온도 및 반응에 필요한 원료의 양은 설치된 장비의 편의성과 안정성, 사용가능한 조건을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법을 상세히 설명한다.
먼저 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 란탄(La), 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 중에서 선택된 전이금속의 질화물 또는 수화물을 알코올에 녹인 후 분산시켜 현탁액을 제조한다. 이 때, 현탁액의 농도는 약 0.05 ~ 10 mol%가 적당하다. 더 높은 농도의 현탁액을 사용하는 경우 코팅된 금속양이 과다해져 나노로드의 성장이 이루어지지 않을 수 있다. 또한 성장되었을 경우 반응기구의 특성상 직경이 크게 증가할 수 있다.
상기 현탁액에 활성탄, 탄소나노튜브, 그라파이트, 또는 분말형이나 판상형 패널 등의 탄소구조체를 침윤시켜 그 탄소구조체의 표면에 금속 촉매를 코팅시킨다.
금속 촉매의 코팅을 돕고 젖음성을 증가시키기 위하여, 상기 코팅 단계 이전에 탄소구조체를 화학적 부식공정이나, 전기-화학적 부식공정을 통하여 부식시켜 원료분말인 탄소구조체 상에 구멍을 형성시키는 단계를 추가할 수 있다. 젖음성을 증가시키는 것은 분말이나, 판상 탄소구조체에 코팅시 공정시간을 줄이고 내부까지 코팅되게 하기 위함이다.
상기 코팅된 탄소구조체를 규소 및 이산화규소 혼합 분말과 혼합시킨 다음, 그 혼합체 원료를 반응로 내에 위치시킨다. 다른 방편으로 코팅된 탄소구조체와 규소 및 이산화규소 혼합 분말 각각을 반응로 내에 이격 위치시킬 수 있다 (도 1a 및 도 1b 참조). 이 때, 규소와 이산화규소는 1 : 1 ~ 1 : 4 혹은 1 : 1 ~ 4 : 1의 무게비로 혼합하는 것이 바람직하다. 혼합 방법은 주로 볼밀을 사용하며, 혼합시 스테인레스 강구나 지르코니아 강구를 포함하는 것이 가능하다. 반응원료를 혼합하여 반응로 내에 위치시키는 전자의 경우에는 탄소구조체와 규소 등의 혼합물을 1 : 1 ~ 4 : 1의 무게비로 혼합하는 것이 바람직하며, 혼합 방법은 상기 이산화규소와 규소의 혼합방법과 유사하다.
반응원료를 반응로 내에 위치시킨 후에는, 반응로 내로 불활성가스 또는 수소 가스를 흘려주면서 1000 ℃ ~ 1200 ℃의 온도에서 약 30 분 ~ 20 시간 동안 반응시켜 탄화규소 나노로드 및 나노와이어를 성장시킨다. 이와 같이 반응온도는 1000 ~ 1200 ℃가 일반적이긴 하나, 경험적 결과를 바탕으로 결정하는 것이 바람직하다. 반응시간은 약 30 분 ~ 20 시간이 적당하며, 에너지의 효율과 상업적인 재고를 위하여 반응시간은 되도록이면 줄이는 것이 바람직하다.
반응 후 얻어진 탄화규소 나노로드 및 나노와이어는 분급 공정과 정렬 공정을 거친 후 전자재료용 탄화규소 나노로드 및 나노와이어로 사용가능하며, 기계적 특성을 높이는 재료로도 사용할 수 있다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명할 것이나, 이들 실시예는 어디까지나 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시되는 예시적 구체예에 불과할 뿐, 본 발명의 보호범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
수화된 질화크롬 화합물 4 g을 이소프로판올 1 l에 넣어 자석막대를 사용하여 기계적으로 용해시켰다. 질화크롬용액 1 l에 활성화된 탄소 100 g을 넣은 후 자석막대를 사용하여 기계적으로 고르게 2 시간 동안 혼합시켰다. 혼합물을 120 ℃로 유지되는 플레이트 상에 놓은 후, 여분의 수분과 활성화된 탄소 표면에 붙어 있는 질화크롬에서 질소를 휘발시켰다. 이 과정에서 활성화된 탄소 표면에는 크롬만이 존재하게 된다.
일산화규소 가스의 원료로서 규소와 이산화규소 혼합물을 각각 50 g씩 정량 후 혼합한 다음, 볼을 첨가하지 않고 720회/분 회전하는 볼밀을 사용하여 혼합시켰다. 상기 이산화탄소와 규소 혼합물과 크롬이 코팅된 활성화된 탄소분말을 각각 100 g씩 정량 후 혼합한 다음, 볼을 첨가하지 않고 720회/분 회전하는 볼밀을 사용하여 혼합시켰다.
혼합된 원료 분말 2 g을 도 1b와 같이 반응로 안에 위치시킨 후, 반응로 안에 잔류하고 있는 산소와 불순물을 제거하기 위하여 아르곤 가스를 1 l/분의 유량으로 30 분간 흘려주었다. 그 후 20 ℃/분씩 1100 ℃까지 온도를 상승시킨 후, 1100 ℃에서 20 시간 동안 유지시켜 탄화규소 나노와이어를 성장시켰다. 반응시간 동안 발생된 일산화규소 가스를 원활하게 이동시키기 위하여, 아르곤 가스를 30 ml/분의 유량으로 유지시켰다.
도 2a는 이에 따른 탄화규소 나노와이어의 전자현미경 사진이다. 도 3a는 크롬을 촉매로서 사용한 경우 탄소구조체가 탄화규소로 변화하는 상대적인 양을 나타낸 그래프로서, 반응이 완료된 후 반응물을 화학적 부유법을 사용하여 반응하지 않고 남아있는 규소, 이산화규소, 활성화된 탄소를 제거한 다음, 불순물이 제거된 순수한 탄화규소의 양을 반응 전의 원료 분말의 양과 비교하여 나타낸 것이다. 도 3a에서 보여주는 바와 같이, 반응 온도와 시간이 증가함에 따라 탄화규소의 생성량이 증가함을 알 수 있으며 반응 온도가 높을수록 탄화규소의 생성량도 증가함을 알 수 있다. 1300 ℃에서 20 시간 동안 반응시킨 결과, 원료물질의 약 50 %가 탄화규소로 변환됨을 알 수 있다.
실시예 2
철을 코팅하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 탄화규소 나노와이어를 성장시켰다. 도 2b는 이에 따른 탄화규소 나노와이어의 전자현미경 사진이다. 도 3b는 철을 촉매로서 사용한 경우 탄소구조체가 탄화규소로 변화하는 상대적인 양을 나타낸 그래프이다. 도 3a와 마찬가지로 반응 온도와 시간이 증가할수록 탄화규소의 생성량도 증가한다는 것을 알 수 있으며, 크롬을 사용한 경우에 비하여 같은 반응 조건에서 탄화규소 나노와이어의 생성율이 약 25 %로 적음을 알 수 있다.
실시예 3
니켈을 코팅하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 탄화규소 나노와이어를 성장시켰다. 도 2c는 이에 따른 탄화규소 나노와이어의 전자현미경 사진이다. 도 3c는 니켈을 촉매로서 사용한 경우 탄소구조체가 탄화규소로 변화하는 상대적인 양을 나타낸 그래프이다. 도 2a 및 도 2b와 마찬가지로 반응 온도와 시간이 증가함에 따라 탄화규소의 생성량이 증가됨을 알 수 있으며, 같은 조건에서 크롬을 촉매로 사용한 경우에 비하여 탄화규소 나노와이어의 생성율이 약 25 % 로 적음을 알 수 있다.
상기 본 발명에 따르면, 저온에서 다량으로 탄화규소 나노로드 및 나노와이어를 제조할 수 있다. 얻어진 탄화규소 나노로드 및 나노와이어는 분급공정과 정렬공정을 거쳐 전자재료용으로 활용할 수 있고, 기계적 특성을 높이는 재료로도 활용이 가능하다.

Claims (8)

  1. 전이금속의 질화물 또는 수화물로 현탁액을 제조하고,
    상기 전이금속 함유 현탁액에 탄소구조체를 침윤시켜 그 표면에 금속 촉매를 코팅시키고,
    상기 코팅된 탄소구조체를 규소 및 이산화규소 혼합 분말과 혼합시키고,
    상기 혼합체 원료를 반응로 내에 위치시키고,
    반응로 내로 불활성가스 또는 수소 가스를 흘려주면서 1000 ~ 1200 ℃의 온도에서 30 분 ~ 2 시간 동안 열탄소환원반응시키는 것으로 이루어지는 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법.
  2. 전이금속의 질화물 또는 수화물로 현탁액을 제조하고,
    상기 전이금속 함유 현탁액에 탄소구조체를 침윤시켜 그 표면에 금속 촉매를 코팅시키고,
    상기 코팅된 탄소구조체와 규소 및 이산화규소 혼합 분말 각각을 반응로 내에 이격 위치시키고,
    반응로 내로 불활성가스 또는 수소 가스를 흘려주면서 1000 ~ 1200 ℃의 온도에서 30 분 ~ 2 시간 동안 열탄소환원반응시키는 것으로 이루어지는 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전이금속이 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 티탄(Ti), 란탄(La), 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 탄소구조체가 활성탄, 탄소나노튜브, 그라파이트, 분말형 또는 판상형 패널 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 현탁액의 농도가 0.05 ~ 10 mol%인 것을 특징으로 하는 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 탄소구조체에 금속 촉매를 코팅시키기 전에 탄소구조체를 부식시켜 그 탄소구조체 상에 구멍을 형성시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 규소와 이산화규소 분말이 1 : 1 ~ 1 : 4 또는 1 : 1 ~ 4 : 1의 무게비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 탄소구조체와 규소 및 이산화규소 혼합 분말이 1 : 1 ~ 4 : 1의 무게비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 나노로드 및 나노와이어의 제조 방법.
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