KR101123392B1 - 초음파를 이용한 고밀도 탄화붕소 소결체의 제조방법 - Google Patents
초음파를 이용한 고밀도 탄화붕소 소결체의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
비표면적(specific surface area) | 18㎡/g |
입경(particle size) |
D 90%의 입자(particle)≤3.0㎛ D 50%의 입자(particle)≤0.8㎛ D 10%의 입자(particle)≤0.2㎛ |
불순물 레벨(impurity levels) |
최대 1.7wt%의 산소(O) 최대 0.7wt%의 질소(N) 최대 0.05wt%의 철(Fe) 최대 0.15wt%의 실리콘(Si) 최대 0.05wt%의 알루미늄(Al) 최대 0.5wt%의 다른 불순물 |
붕소(boron)의 함량 | 75.65wt% |
탄소(carbon)의 함량 | 21.2wt% |
붕소(B)와 탄소(C)의 몰비(B/C molar ratio) | 3.7 |
Claims (9)
- (a) 탄화붕소 분말과 용매를 1:1~1:10의 부피비로 혼합하여 혼합 용액을 만들고 초음파를 인가함으로서, 탄화붕소 분말의 표면에 존재하는 붕소산화물의 원자간 결합을 약하게 하거나 끊어지게 함으로서 메타붕산의 형성을 용이하게 하여 탄화붕소 분말 표면의 산화층을 박리하는 초음파 세정 단계;(b) 초음파 세정된 탄화붕소 분말을 퍼니스에 구비된 몰드에 넣고 압력을 가하여 원하는 형태의 성형체로 성형하는 단계;(c) 펌프를 작동시켜 퍼니스 내에 존재하는 불순물 가스를 배기하는 단계;(d) 상기 퍼니스의 온도를 탄화붕소 분말의 표면에 존재하는 붕소산화물이 휘발되는 온도로 1차 상승시키는 단계;(e) 상기 퍼니스의 온도를 붕소산화물이 휘발되는 온도보다 높고 탄화붕소의 용융 온도보다 낮은 목표하는 소결 온도로 2차 상승시키는 단계;(f) 상기 소결 온도에서 탄화붕소 분말의 성형체에 압력을 가하면서 탄화붕소를 소결시키는 단계; 및(g) 퍼니스를 냉각하여 탄화붕소 소결체를 얻는 단계를 포함하며,상기 (e) 단계에서 퍼니스의 온도 상승 속도는 1~30℃/min 범위로 설정하여 붕소산화물이 휘발될 수 있는 시간을 주면서 소결 온도로 서서히 올려줌으로써 탄화붕소 분말 성형체에 열적 스트레스가 최소로 작용되게 하고, 붕소산화물을 휘발시키면서 상기 퍼니스 외부로 휘발된 붕소산화물을 배기하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 고밀도 탄화붕소 소결체의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 붕소산화물이 휘발되는 온도는 1200~1400℃이고, 상기 (c) 단계에서 퍼니스의 온도 상승 속도는 5~50℃/min 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 고밀도 탄화붕소 소결체의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (e) 단계에서 퍼니스의 온도를 상승시키는 동안에 상기 퍼니스 내의 압력을 1×10-1~1×10-3 Torr 범위로 일정하게 유지하는 것을 특징으로 초음파를 이용한 고밀도 탄화붕소 소결체의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (e) 단계에서 퍼니스의 온도 상승 속도가 상기 (c) 단계에서의 퍼니스의 온도 상승 속도보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 고밀도 탄화붕소 소결체의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 소결 온도는 1800~2100℃ 이고, 상기 소결은 소결체 의 미세구조 및 입자 크기를 고려하여 10분~3시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 고밀도 탄화붕소 소결체의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (f) 단계에서 상기 탄화붕소 분말의 성형체에 가해지는 압력은 20~60MPa 범위이고, 상기 몰드의 상부와 하부에서 상하 양방향 압축을 실시하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 고밀도 탄화붕소 소결체의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 몰드는 탄화붕소의 탄소 성분과 동일한 재질인 그라파이트 재질로 이루어진 몰드를 사용하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 고밀도 탄화붕소 소결체의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 용매는 증류수, 메탄올, 에탄올 또는 아세톤이며, 상기 초음파는 20~40kHz 범위의 주파수를 갖는 초음파이고, 초음파 세정은 6시간~24시간 동안 수행되고, 상기 초음파 세정은 복수 회 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 고밀도 탄화붕소 소결체의 제조방법.
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