KR101302494B1 - Negative thermal expansion zirconium tungstate filler material and its manufacturing method - Google Patents
Negative thermal expansion zirconium tungstate filler material and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- KR101302494B1 KR101302494B1 KR1020120034924A KR20120034924A KR101302494B1 KR 101302494 B1 KR101302494 B1 KR 101302494B1 KR 1020120034924 A KR1020120034924 A KR 1020120034924A KR 20120034924 A KR20120034924 A KR 20120034924A KR 101302494 B1 KR101302494 B1 KR 101302494B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- thermal expansion
- composition
- coefficient
- zirconium tungstate
- manufacturing
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- OJLGWNFZMTVNCX-UHFFFAOYSA-N dioxido(dioxo)tungsten;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O OJLGWNFZMTVNCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 9
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- XAYGUHUYDMLJJV-UHFFFAOYSA-Z decaazanium;dioxido(dioxo)tungsten;hydron;trioxotungsten Chemical compound [H+].[H+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O XAYGUHUYDMLJJV-UHFFFAOYSA-Z 0.000 claims abstract description 4
- 229910007926 ZrCl Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 229910000500 β-quartz Inorganic materials 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HEHRHMRHPUNLIR-UHFFFAOYSA-N aluminum;hydroxy-[hydroxy(oxo)silyl]oxy-oxosilane;lithium Chemical compound [Li].[Al].O[Si](=O)O[Si](O)=O.O[Si](=O)O[Si](O)=O HEHRHMRHPUNLIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 229910000174 eucryptite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007734 materials engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052670 petalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000010671 solid-state reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G41/00—Compounds of tungsten
- C01G41/02—Oxides; Hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
- B01J6/001—Calcining
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8)필러(Filler)의 제조방법과 이에 의해서 제조되는 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 필러(Filler)에 관한 것이다.To the invention is zirconium having a coefficient of thermal expansion of the negative tungstate (ZrW 2 O 8) zirconium tungstate having a production process and its negative coefficient of thermal expansion of which is produced by the filler (Filler) (ZrW 2 O 8 ) filler (Filler) It is about.
보다 상세하게는, 일반적인 온도 범위인 50℃ 내지 450℃에서 충분히 큰 절대치의 네거티브 열팽창 계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 필러(Filler)를 제조함으로써 저비용으로 조성물을 안정적으로 생산하는 제조방법 및 이에 의한 조성물에 관한 것이다.
More specifically, a method for stably producing a composition at low cost by preparing a zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) filler having a sufficiently large absolute coefficient of thermal expansion in the general temperature range of 50 ℃ to 450 ℃. And compositions thereby.
일반적으로 결정화 유리는 결정과 유리의 복합체로써, 일반적으로 유리원료를 용융하고 성형한 후 열처리를 통해 결정화시켜서 얻어진다.Generally, crystallized glass is a composite of crystal and glass, and is generally obtained by melting and molding a glass raw material and then crystallizing it by heat treatment.
이러한 결정화 유리는 흔히 유리로부터 얻을 수 없는 여러 가지 특성을 가지는데, 특히 내열성이 우수하여 매우 낮은 열팽창계수를 나타낸다. Such crystallized glass often has various properties that cannot be obtained from glass, in particular, it has excellent heat resistance and shows a very low coefficient of thermal expansion.
따라서 주방조리기구, 조리기의 상판, 히터판넬 등에 사용됨과 아울러, 가공성이 우수하여 천체망원경 반사경, 정밀기계 부품소재, 광통신의 파장필터나 커플러, 도파로 등으로도 응용되고 있다.Therefore, it is used in kitchen cooking utensils, cooker top plates, heater panels, and the like, and is excellent in workability, and has been applied to astronomical telescope reflectors, precision machine parts, optical communication wavelength filters, couplers, waveguides, and the like.
특히, 전자 재료분야에 있어서 실링재, 각종 기판 및 구성체의 온도변화에 따른 열팽창 보상제로 많이 응용되고 있는 바, 최근에는 음의 열팽창 계수를 가지는 결정화 유리에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.In particular, in the field of electronic materials has been widely applied as a thermal expansion compensation agent according to the temperature change of the sealing material, various substrates and components, recently, many studies on crystallized glass having a negative thermal expansion coefficient.
미국 특허공보 제4,209,229호에는 주결정상이 β-유크립타이트 또는 β-석영 고용체인 결정화 유리가 개시되어 있다. U.S. Patent No. 4,209,229 discloses crystallized glass in which the main crystalline phase is β-eucryptite or β-quartz solid solution.
그러나 이와 같은 결정화 유리는 결정화 온도가 매우 고온이고, 음의 열팽창 계수도 약 -2×10-7 /℃로서, 충분하지 않다는 문제가 있다However, such crystallized glass has a problem that the crystallization temperature is very high, and the negative coefficient of thermal expansion is also about −2 × 10 −7 / ° C., which is not sufficient.
미국 특허공보 제4,507,392호에는 세라믹체의 장식용 유약에 적합한 β-[0006] 석영 고용체를 주결정상으로서 함유하는 투명한 결정화 유리가 개시되어 있다. U.S. Patent No. 4,507,392 discloses transparent crystallized glass containing β-quartz solid solution as a main crystalline phase suitable for decorative glazes of ceramic bodies.
그러나 이 결정화 유리는 핵 형성제를 다량 포함하고 있어 큰 음의 열팽However, this crystallized glass contains a large amount of nucleating agent, so large negative thermal expansion
창계수를 얻기 어렵다.It is difficult to obtain window coefficients.
일본국 특개평 2-208256호 공보에는 주결정상이 β-석영 고용체 또는 아연 페탈라이트 고용체인 ZnO-Al2O3-SiO2계 저열팽창성 세라믹이 개시되어 있다. 그러나 이 세라믹은 열팽창계수가 가장 낮은 것도 -21.5×10-7/℃로서, 충분하지 않다는 문제점이 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 2-208256 discloses a ZnO-Al 2 O 3 -SiO 2 based low thermal expansion ceramic whose main crystal phase is β-quartz solid solution or zinc petalite solid solution. However, this ceramic has a problem that the lowest coefficient of thermal expansion is -21.5 x 10 -7 / deg. C, which is not sufficient.
또한, 상술한 결정화 유리의 제조방법은 모두 유리원료를 고온에서 용융하여 모유리를 제조한 후, 상기 모유리를 재열처리함으로써 결정을 석출시킨다. In addition, in the manufacturing method of the above-mentioned crystallized glass, all melt | dissolve a glass raw material at high temperature, produce a mother glass, and then precipitate a crystal | crystallization by heat-processing the said mother glass.
그러나 이처럼 고온에서 유리화 단계를 거치는 경우에는 많은 시간과 번거로움이 있어 대량생산의 제약요소가 된다.
However, when the vitrification step at such a high temperature is a lot of time and hassle is a constraint of mass production.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 지르코늄 텅스테이트(zirconium tungstate, ZrW2O8)필러(Filler)를 제조함에 있어서, 기존의 제조방법에 비해서 보다 간단하면서도, 보다 낮은 온도의 조건하에서 합성하여 대량생산할 수 있도록 하여 생산단가의 절감시킬 뿐 아니라, 음의 열팽창계수를 가지는 조성물을 합성하는 제조방법을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention for solving the problems of the prior art as described above, in the production of zirconium tungstate (Zirconium tungstate, ZrW 2 O 8 ) filler, it is simpler, lower than the conventional manufacturing method The present invention provides a manufacturing method for synthesizing a composition having a negative coefficient of thermal expansion as well as reducing the production cost by allowing synthesis under a temperature condition and mass production.
본 발명의 다른 목적은, 상기와 같은 제조방법을 통해서 제조된 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(zirconium tungstate, ZrW2O8)필러(Filler)를 제공하는 것에 있다.
Another object of the present invention is to provide a zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) filler having a negative coefficient of thermal expansion prepared by the above-described manufacturing method.
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8)필러(Filler)의 제조방법에 있어서, 조성물을 칭량하고 수용성 용액에 투입하여 교반기를 이용해서 소정의 온도 및 시간 조건하에서 혼합 및 건조하는 단계; 소정의 온도 및 시간 조건하에서 혼합된 조성물을 하소하는 단계; 및 소정의 온도 및 시간 조건하에서 조성물을 합성하는 단계;를 포함하여 구성되며, 상기 조성물은(중량%), 지르코늄 옥시클로라이드(ZrCl2O 8H2O) 30 내지 50 중량% 및 암모늄 파라텅스테이트(5(NH4)2O 12WO3 5H2O) 50 내지 70 중량%를 기본조성으로 포함하는 것을 특징으로 하는 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 필러(Filler)의 제조방법에 있다.According to the present invention for solving the above object, in the method for producing a zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) filler having a negative coefficient of thermal expansion, the composition is weighed and introduced into an aqueous solution using a stirrer Thereby mixing and drying under predetermined temperature and time conditions; Calcining the mixed composition under predetermined temperature and time conditions; And synthesizing the composition under predetermined temperature and time conditions, the composition comprising (% by weight), zirconium oxychloride (ZrCl 2 O 8 H 2 O) 30 to 50% by weight and ammonium paratungstate ( 5 (NH 4 ) 2 O 12 WO 3 5H 2 O) Zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) having a negative coefficient of thermal expansion, characterized in that it comprises 50 to 70% by weight as a basic composition It is in the manufacturing method of a filler.
그리고, 상기 혼합 및 건조하는 단계에서, 교반기를 이용해서 80℃ 내지 150℃ 온도조건하에서 1 내지 3시간 동안 혼합과 동시에 건조하는 것을 특징으로 한다.And, in the mixing and drying step, it is characterized in that the mixing and drying at the same time for 1 to 3 hours under a temperature condition of 80 ℃ to 150 ℃ using a stirrer.
그리고, 상기 하소하는 단계에서, 건조된 조성물을 도가니에 담은 상태에서 600℃ 내지 800℃ 온도조건하에서 3 내지 5시간 동안 하소하는 것을 특징으로 한다.In the calcining step, the dried composition is calcined for 3 to 5 hours under the temperature condition of 600 ℃ to 800 ℃ in a crucible.
그리고, 합성하는 단계에 있어서, 1,000℃ 내지 1,200℃ 온도조건하에서 3 내지 5시간 동안 합성하는 것을 특징으로 한다.And, in the step of synthesizing, it is characterized in that the synthesis for 3 to 5 hours under a temperature condition of 1,000 ℃ to 1,200 ℃.
그리고, 상기의 제조방법을 통해서 제조된 지르코늄 텅스테이트 필러의 열팽창 계수는 30℃ 내지 120℃의 온도조건하에서 열팽창계수가 -99.2x10-7 /℃ 이고, 170℃ 내지 400℃의 온도조건하에서 열팽창계수가 -50.96x10-7 /℃인 것을 특징으로 하는 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 필러(Filler)에 있다.In addition, the thermal expansion coefficient of the zirconium tungstate filler prepared through the above production method is a thermal expansion coefficient of -99.2x10 -7 / ℃ under a temperature condition of 30 ℃ to 120 ℃, thermal expansion coefficient under the temperature conditions of 170 ℃ to 400 ℃ Zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) with a negative coefficient of thermal expansion, characterized in that is -50.96x10 -7 / ℃ It's in a filler.
그리고, 상기 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8 ) 필러(Filler)는 1000℃의 온도 조건하에서도 합성이 가능하고, 도가니와의 반응성이 없는 것을 특징으로 하는 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 필러(Filler)에 있다.
In addition, the zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) filler having a negative thermal expansion coefficient can be synthesized even under a temperature condition of 1000 ° C., and has a negative thermal expansion coefficient characterized in that it is not reactive with a crucible. Zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) It's in a filler.
본 발명에 의한 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8)필러(Filler)의 제조방법에 의할 때, 그 적용분야인 전자재료 분야, 에너지 관련 분야나 정보 분야 등에서 사용될 경우에 일반적인 사용 온도범위인 50℃ 내지 450℃에서 충분히 큰 절대치의 네거티브 열팽창계수를 가질 뿐 아니라, 기존의 제조방법 대비 낮은 제조비용으로 조성물을 안정적으로 제조 및 생산할 수 있다는 이점을 가지고 있다.According to the method of manufacturing a zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) filler having a negative coefficient of thermal expansion according to the present invention, when used in the field of electronic materials, energy-related or information, etc. In addition to having a sufficiently large absolute coefficient of thermal expansion in the use temperature range of 50 ℃ to 450 ℃, it has the advantage that the composition can be stably manufactured and produced at a low manufacturing cost compared to the conventional manufacturing method.
한편, 상기와 같은 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8)필러(Filler)의 제조방법에 의해서 생산된 지르코늄 텅스테이트 필러의 열팽창 계수는 30℃ 내지 120℃의 온도조건하에서 열팽창계수가 -99.2x10-7 /℃ 이고, 170℃ 내지 400℃의 온도조건하에서 열팽창계수가 -50.96x10-7 /℃인 것을 특징으로 하는 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 필러(Filler)는 각종 디스플레이 제품의 제조 및 생산에 안정적인 품질을 제공하게 해 준다는 이점을 가지고 있다.
On the other hand, the thermal expansion coefficient of the zirconium tungstate filler produced by the method of producing a zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) filler having a negative thermal expansion coefficient as described above is a thermal expansion coefficient under the temperature conditions of 30 ℃ to 120 ℃ the -99.2x10 -7 / ℃ a, 170 ℃ to the coefficient of thermal expansion in a temperature condition of 400 ℃ -50.96x10 -7 / ℃ features negative zirconium tungstate having a coefficient of thermal expansion of (ZrW 2 O 8) that Fillers have the advantage of providing stable quality in the manufacture and production of various display products.
도 1은 본 발명에 의한 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 필러(Filler)의 제조방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조성물의 중량% 및 측정한 온도구간별 열팽창 계수를 나타낸 표이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시 예로서의 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 제조방법으로 제조한 조성물의 중량% 및 측정한 온도구간별 열팽창 계수를 나타낸 표이다.
도 4는 도 2에서 실시한 제조방법으로 제조한 조성물의 열팽창 계수를 도시한 그래프이다.
도 5는, 도 3의 zirconium tunstate(ZrW2O8) 제조방법으로 제조한 조성물의 중량% 및 측정한 온도구간별 열팽창 계수를 나타낸 표이다.1 is a view showing the flow of a method for producing a zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) filler having a negative thermal expansion coefficient according to the present invention.
2 is a table showing the thermal expansion coefficient by weight and measured temperature section of the composition according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a table showing the thermal expansion coefficient for each weight section and the weight percent of the composition prepared by the method of manufacturing zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) as another embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the coefficient of thermal expansion of the composition prepared by the manufacturing method performed in FIG.
FIG. 5 is a table showing a thermal expansion coefficient for each weight period and a measured temperature range of the composition prepared by the method for preparing zirconium tunstate (ZrW 2 O 8 ) of FIG. 3.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며,또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be understood, however, that there is no intention to limit the scope of the present invention to the embodiment shown, and that other embodiments falling within the scope of the present invention may be easily devised by adding, Can be proposed.
본 명세서에 있어서, "평균 결정 입자직경"이라 함은 다결정체(polycrystal)를 구성하는 결정입자 크기의 평균치를 나타내고, "열팽창 계수(coefficient of thermal expansion)"라 함은 평균 선팽창계수(average linear thermal expansion)를 나타낸다.In the present specification, "average crystal grain diameter" refers to an average value of crystal grains constituting a polycrystal, and "coefficient of thermal expansion" refers to an average linear thermal coefficient. expansion).
도 1은 본 발명에 의한 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 필러(Filler)의 제조방법의 흐름을 도시한 도면이다.1 is a view showing the flow of a method for producing a zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) filler having a negative thermal expansion coefficient according to the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조성물의 중량% 및 측정한 온도구간별 열팽창 계수를 나타낸 표이다.2 is a table showing the thermal expansion coefficient by weight and measured temperature section of the composition according to an embodiment of the present invention.
도 3은, 기존의 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 제조방법으로 제조한 조성물의 중량% 및 측정한 온도구간별 열팽창 계수를 나타낸 표이다.Figure 3 is a table showing the thermal expansion coefficient for each weight period and the measured temperature range of the composition prepared by the conventional zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) manufacturing method.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 필러(Filler)의 제조방법은, 조성물을 칭량하고, 수용성 용액에 투입하여 교반기를 이용해서 소정의 온도 및 시간 조건하에서 혼합 및 건조하는 단계(s100)와, 소정의 온도 및 시간 조건하에서 혼합된 조성물을 하소하는 단계(s200)와, 소정의 온도 및 시간 조건하에서 조성물을 합성하는 단계(s300)를 포함해서 구성된다.Referring to FIG. 1, in the method for preparing a zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) filler having a negative thermal expansion coefficient according to an embodiment of the present invention, a composition is weighed and introduced into an aqueous solution using a stirrer. Mixing and drying under a predetermined temperature and time conditions (s100), calcining the mixed composition under a predetermined temperature and time conditions (s200), and synthesizing the composition under the predetermined temperature and time conditions ( s300).
이때, 본 발명의 일 실시 예로서 상기 조성물은(중량%)은 지르코늄 옥시클로라이드(ZrCl2O 8H2O) 45 중량% 및 암모늄 파라텅스테이트(5(NH4)2O 12WO3 5H2O) 55 중량%를 기본조성으로 해서 실시한다.At this time, as an embodiment of the present invention (wt%) is zirconium oxychloride (ZrCl 2 O 8 H 2 O) 45% by weight and ammonium paratungstate (5 (NH 4 ) 2 O 12 WO 3 5H 2 O) 55 wt% is used as the basic composition.
상기 혼합 및 건조하는 단계(s100)에서는, 상기 상술한 조성물이 소정의 중량비를 가지고 혼합되로록 칭량하여, 수용성 용액(물,알코올)에 첨가한 다음, 교반기에 투입한다.In the mixing and drying step (s100), the above-mentioned composition is weighed to be mixed with a predetermined weight ratio, added to an aqueous solution (water, alcohol), and then added to a stirrer.
이때, 중량비의 총합은 100중량%가 될 것이다. 한편, 상기 조성물은 상기 교반기를 이용하여 80℃ 내지 150℃ 온도조건하에서 1 내지 3시간 동안 혼합과 동시에 건조하는 단계를 수행하게 된다.In this case, the sum of the weight ratios will be 100% by weight. On the other hand, the composition is to perform a step of drying at the same time mixing for 1 to 3 hours under the temperature condition of 80 ℃ to 150 ℃ using the stirrer.
그리고, 균질한 시료의 혼합을 위하여 고상반응법을 수행한다. 고상반응법은 화학 및 재료공학 분야에서 당해 출원전에 공지되어서 다양하게 실시되고 있으므로 여기에서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Then, the solid phase reaction method is performed to mix the homogeneous sample. Since the solid state reaction method is well known in the chemical and materials engineering field before the present application, various embodiments will be omitted.
다음으로, 소정의 온도 및 시간 조건하에서 혼합된 조성물을 하소하는 단계(s200)를 수행하게 된다.Next, the step (s200) of calcining the mixed composition under predetermined temperature and time conditions is performed.
상기 하소하는 단계(s200)는, 건조된 조성물을 도가니에 담은 상태에서 600℃ 내지 800℃ 온도조건하에서 3 내지 5시간 동안에 걸쳐서 진행된다.The calcining step (s200) is carried out over a period of 3 to 5 hours under a temperature condition of 600 ℃ to 800 ℃ in a crucible containing the dried composition.
다음으로, 합성하는 단계(s300)로, 1,000℃ 내지 1,200℃ 온도조건하에서 3 내지 5시간 동안 합성하는 단계를 수행하게 된다.Next, in the step of synthesizing (s300), the step of synthesizing for 3 to 5 hours under a temperature condition of 1,000 ℃ to 1,200 ℃.
상기와 같은 단계를 거친 다음에, TMA측정한 결과, 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion)가,30℃ 내지 120℃에서는 -90.96x10-7 /℃가 나왔고, 170℃ 내지 400℃에서는 -50.96x10-7 /℃의 결과가 나왔음을 실험을 통해서 확인할 수 있다.After the above steps, the TMA measurement resulted in a coefficient of thermal expansion of -90.96x10 -7 / ° C at 30 ° C to 120 ° C and -50.96x10 - at 170 ° C to 400 ° C. It can be confirmed through the experiment that the result of 7 / ℃.
도 3에서는 본 발명의 다른 실시 예로서, 상기 조성물의 중량%는 지르코늄 옥시클로라이드(ZrCl2O 8H2O) 46.7 중량% 및 텅스텐 옥사이드(WO3) 53.3 중량%를 조성으로 해서 실시하였다.In Figure 3 as another embodiment of the present invention, the weight percent of the composition was carried out with the composition of 46.7% by weight of zirconium oxychloride (ZrCl 2 O 8 H 2 O) and 53.3% by weight of tungsten oxide (WO 3 ).
살펴보면, 본 조성물에서도 상기와 마찬가지로 동일한 과정을 거쳐서 제조방법을 수행하였다.Looking at, the composition was carried out through the same process as described above in the present composition.
상기 조성물은 수용성용액(물,알코올)에 첨가하여 혼합한 후, 140℃의 온도조건에서 3시간 건조하는 단계(s100)를 수행하고, 800℃의 온도 조건에서 3시간 하소하는 단계(s200)를 수행한 후에, 1200℃의 온도 조건에서 5시간에 걸쳐 합성하는 단계(s300)를 수행하는 과정을 거쳐서, TMA 측정결과 이때 열팽창 계수가 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion)가,30℃ 내지 120℃에서는 -62.94x10-7 /℃가 나왔고, 170℃ 내지 400℃에서는 -28.48x10-7 /℃의 결과가 나왔다.The composition is added to an aqueous solution (water, alcohol) and mixed, followed by drying (s100) for 3 hours at a temperature of 140 ℃, and calcining (s200) for 3 hours at a temperature of 800 ℃ After performing, the process of performing the synthesis (s300) over 5 hours at a temperature of 1200 ℃, TMA measurement results wherein the coefficient of thermal expansion (coefficient of thermal expansion), 30 ℃ to 120 ℃ -62.94 × 10 −7 / ° C., with a result of −28.48 × 10 −7 / ° C. at 170 ° C. to 400 ° C.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 조성물의 중량% 및 측정한 온도구간별 열팽창 계수를 나타낸 표이다.Figure 4 is a table showing the thermal expansion coefficient by weight and measured temperature section of the composition according to an embodiment of the present invention.
도 5는, 기존의 zirconium tunstate(ZrW2O8) 제조방법으로 제조한 조성물의 중량% 및 측정한 온도구간별 열팽창 계수를 나타낸 표이다.5 is a table showing the thermal expansion coefficient for each weight section and the measured temperature section of the composition prepared by the conventional method for producing zirconium tunstate (ZrW 2 O 8 ).
살펴보면, 도 4와 5를 비교해서 보면, 본 발명의 실시 예에 따른 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8)필러(Filler)의 제조방법을 통해서 제조된 세라믹(ceramic)은, 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion)가 30℃ 내지 120℃의 온도조건하에서 열팽창계수가 -99.20x10-7 /℃ 이고, 170℃ 내지 400℃의 온도조건하에서 열팽창계수가 -50.96x10-7 /℃인 것을 알 수 있다.Looking at, comparing 4 and 5, the ceramic (ceramic) produced by the method of manufacturing a zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) filler having a negative thermal expansion coefficient according to an embodiment of the present invention, coefficient of thermal expansion (coefficient of thermal expansion) is the coefficient of thermal expansion in a temperature condition of 30 ℃ to 120 ℃ the -99.20x10 -7 / ℃, and the thermal expansion coefficient -50.96x10 -7 / ℃ under a temperature condition of 170 ℃ to 400 ℃ It can be seen that.
반면에, 기존의 zirconium tunstate(ZrW2O8) 제조방법으로 제조한 세라믹(ceramic)은, 30℃ 내지 120℃의 온도조건하에서 열팽창계수가 -62.94x10-7 /℃ 이고, 170℃ 내지 400℃의 온도조건하에서 열팽창계수가 -28.48x10-7 /℃인 것을 알 수 있다.On the other hand, the ceramic prepared by the conventional method of manufacturing zirconium tunstate (ZrW 2 O 8 ), the thermal expansion coefficient of -62.94x10 -7 / ℃ under the temperature conditions of 30 ℃ to 120 ℃, 170 ℃ to 400 ℃ It can be seen that the thermal expansion coefficient is -28.48x10 -7 / ° C under the temperature condition of.
그리고, 제조하는 하는 과정에서 합성단계에서도, 기존의 zirconium tunstate(ZrW2O8)은 대략 1,200℃의 온도 조건에서 수행하여야 하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 제조방법으로 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8)를 제조하는 합성단계(s300)에서는 보다 낮은 온도인 대략 1,000℃에서 합성이 가능하다. And, in the synthesis process in the manufacturing process, the existing zirconium tunstate (ZrW 2 O 8 ) should be carried out at a temperature condition of approximately 1,200 ℃, Zirconium tungstate (ZrW 2 O as a manufacturing method according to an embodiment of the present invention) In the synthesis step (s300) to manufacture 8 ) it is possible to synthesize at a lower temperature of approximately 1,000 ℃.
게다가, 도가니와의 반응성이 없어서 좋은 품질의 제품을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 대량생산과 상용화가 용이하고, 제조공정이 또한 간단하여 관리비용면에 있어서도 효율적이다. In addition, there is no reactivity with the crucible so that not only a good quality product can be obtained, but also mass production and commercialization are easy, and the manufacturing process is also simple and efficient in terms of management cost.
또한, 값싼 재료를 원재료로 사용하므로, 원재료 구입에 따른 비용의 절감 또한 기대할 수 있다는 장점이 있다.
In addition, since the cheap material is used as a raw material, there is an advantage that can be expected to reduce the cost of purchasing the raw material.
s100. 혼합 및 건조하는 단계 s200.하소하는 단계
s300. 합성하는 단계s100. Mixing and drying step s200.
s300. Synthesizing
Claims (6)
조성물을 칭량하고 수용성 용액에 투입하여 교반기를 이용해서 80℃ 내지 150℃ 온도조건하에서 1 내지 3시간 동안 혼합과 동시에 건조하는 혼합 및 건조하는 단계;
상기의 혼합 및 건조하는 단계를 거친 조성물을 도가니에 담은 상태에서 600℃ 내지 800℃ 온도조건하에서 3 내지 5시간 동안 하소하는 단계; 및
상기 하소하는 단계를 거친 조성물을 1,000℃ 내지 1,200℃ 온도조건하에서 3 내지 5시간 동안 합성하는 단계;를 포함하여 구성되며,
상기 조성물의 중량%는,
지르코늄 옥시클로라이드(ZrCl2O 8H2O) 30 내지 50 중량% 및 암모늄 파라텅스테이트(5(NH4)2O 12WO3 5H2O) 50 내지 70 중량%를 기본조성으로 포함하는 것을 특징으로 하는 음의 열팽창계수를 가지는 지르코늄 텅스테이트(ZrW2O8) 필러(Filler)의 제조방법.
In the method for producing a zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) filler having a negative thermal expansion coefficient,
Mixing and drying the composition, weighing the composition and drying in a water-soluble solution and simultaneously mixing for 1 to 3 hours at 80 ° C. to 150 ° C. using a stirrer;
Calcination for 3 to 5 hours under the temperature condition of 600 ℃ to 800 ℃ in a crucible containing the composition passed through the mixing and drying step; And
Comprising the step of calcination to synthesize the composition for 3 to 5 hours under a temperature condition of 1,000 ℃ to 1,200 ℃;
% By weight of the composition,
Zirconium oxychloride (ZrCl 2 O 8H 2 O) 30 to 50% by weight and ammonium paratungstate (5 (NH 4) 2 O 12WO 3 5H 2 O) , characterized in that it comprises from 50 to 70% by weight of the basic composition Zirconium tungstate with negative coefficient of thermal expansion (ZrW 2 O 8 ) Method for producing a filler.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120034924A KR101302494B1 (en) | 2012-04-04 | 2012-04-04 | Negative thermal expansion zirconium tungstate filler material and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120034924A KR101302494B1 (en) | 2012-04-04 | 2012-04-04 | Negative thermal expansion zirconium tungstate filler material and its manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101302494B1 true KR101302494B1 (en) | 2013-09-02 |
Family
ID=49454752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120034924A KR101302494B1 (en) | 2012-04-04 | 2012-04-04 | Negative thermal expansion zirconium tungstate filler material and its manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101302494B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9911918B2 (en) | 2015-08-25 | 2018-03-06 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of manufacturing flexible display apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030054941A1 (en) | 2001-08-16 | 2003-03-20 | Broptics Communication Corporation | Process for preparation of zirconium tungstate ceramic body, zirconium tungstate ceramic body prepared thereby, and temperature compensated fiber bragg grating device |
| US20050101133A1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-05-12 | Tzeng Der L. | Method for making negative thermal expansion material zirconium tungstate |
-
2012
- 2012-04-04 KR KR1020120034924A patent/KR101302494B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030054941A1 (en) | 2001-08-16 | 2003-03-20 | Broptics Communication Corporation | Process for preparation of zirconium tungstate ceramic body, zirconium tungstate ceramic body prepared thereby, and temperature compensated fiber bragg grating device |
| US20050101133A1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-05-12 | Tzeng Der L. | Method for making negative thermal expansion material zirconium tungstate |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| J. Mater. Sci. Technol., Vol.26, No.6, pp.665-668 (2010) * |
| J. Mater. Sci. Technol., Vol.26, No.6, pp.665-668 (2010)* |
| J. of Eur. Ceram. Soc., Vol.25, pp.3605-3610 (2005) * |
| J. of Eur. Ceram. Soc., Vol.25, pp.3605-3610 (2005)* |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9911918B2 (en) | 2015-08-25 | 2018-03-06 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of manufacturing flexible display apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10301209B2 (en) | Lithium silicate glass ceramic for fabrication of dental appliances | |
| JP6121089B2 (en) | Lithium silicate glass ceramics and glasses containing transition metal oxides | |
| KR101013223B1 (en) | A glass-ceramics having a negative coefficient of thermal expansion and method thereof | |
| US9277971B2 (en) | Lithium silicate glass ceramic for fabrication of dental appliances | |
| Xu et al. | Rb 3 In (SO 4) 3: a defluorinated mixed main-group metal sulfate for ultraviolet transparent nonlinear optical materials with a large optical band gap | |
| Yang et al. | Direct solid-state synthesis at high pressures of new mixed-metal oxynitrides: RZrO2N (R= Pr, Nd, and Sm) | |
| KR101302494B1 (en) | Negative thermal expansion zirconium tungstate filler material and its manufacturing method | |
| Song et al. | Tuning the monoclinic-to-orthorhombic phase transition temperature of Fe2Mo3O12 by substitutional co-incorporation of Zr4+ and Mg2+ | |
| Chen et al. | Two high terbium content apatites: Tb5Si2BO13 and Tb4. 66Si3O13 | |
| Chahine et al. | Structural study of (50− x) Na2O–xCuO–10Bi2O3–40P2O5 glasses | |
| RU2584482C1 (en) | Mixture for producing tellurite glass (versions) | |
| Giraud et al. | A new family of compounds with tetrahedral anions: PbnBiOn (XO4), X= V, P, As, n= 1, 2, 4. A comparison with lead oxysulfates PbnPbOn (SO4) | |
| Peng et al. | Structures and negative thermal expansion properties of solid solutions YxNd2− xW3O12 (x= 0.0–1.0, 1.6–2.0) | |
| US3975308A (en) | Preparation of pyrophosphates | |
| CN101775661B (en) | Preparation method of sapphire doping agent | |
| Chen et al. | Phase transition and thermal expansion properties of Cr1. 5-xScxZr0. 5Mo2. 5V0. 5O12 | |
| Baiheti et al. | Two noncentrosymmetric polyphosphates featuring infinite one-dimensional (PO3)∞ chain, LiMP2O6 (M= Rb, Cs): Synthesis, structure and optical properties | |
| Berry et al. | Synthesis and characterisation of Cr3+-containing NASICON-related phases | |
| JP2002068729A (en) | Rare earth borocarbide and its manufacturing method | |
| McCarthy et al. | Synthesis and x-ray study of fluorite related phases in the system Ho2O3 WO3 | |
| JP2003137535A (en) | Rare earth borosilicide and its manufacturing method | |
| JPS62223703A (en) | Optical film forming method | |
| KR102090311B1 (en) | Preparation method of crystalline zirconium tungstate having negative thermal expansion | |
| JP2012166958A (en) | Method for producing oxide single crystal | |
| Wong et al. | Synthesis and crystal chemical evolution of fresnoite powders |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160630 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170619 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180620 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190703 Year of fee payment: 7 |