KR101431585B1 - Method of manufacturing metal-carbon composite using carbon particle formed metal oxide - Google Patents

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Abstract

표면에 금속 산화막이 형성된 탄소 입자를 이용한 금속-탄소 복합재 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 금속-탄소 복합재 제조 방법은 (a) 탄소 입자에 금속을 코팅하는 단계; (b) 상기 금속이 코팅된 탄소 입자를 열처리하여 금속 표면에 금속 산화막을 형성하는 단계; (c) 상기 표면에 금속 산화막이 형성된 탄소 입자를 모재 금속 용탕에 첨가하는 단계; 및 (d) 상기 탄소 입자가 첨가된 모재 금속 용탕을 주조하거나 액상 가압하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. Carbon composite material using carbon particles having a metal oxide film formed on the surface thereof.
The method for manufacturing a metal-carbon composite material according to the present invention includes the steps of: (a) coating a metal on a carbon particle; (b) heat treating the metal-coated carbon particles to form a metal oxide film on the metal surface; (c) adding carbon particles having a metal oxide film formed on the surface to a molten metal base metal; And (d) casting or pressurizing the molten base metal melt to which the carbon particles are added.

Description

금속산화막이 형성된 탄소 입자를 이용한 금속-탄소 복합재 제조 방법 {METHOD OF MANUFACTURING METAL-CARBON COMPOSITE USING CARBON PARTICLE FORMED METAL OXIDE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a metal-carbon composite material,

본 발명은 금속-탄소 복합재 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면에 금속산화막이 형성된 탄소 입자를 이용하여 주조법 또는 액상 가압법으로 금속-탄소 복합재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for producing a metal-carbon composite material, and more particularly, to a method for producing a metal-carbon composite material by a casting method or a liquid-phase pressurizing method using carbon particles having a metal oxide film formed on a surface thereof.

항공기, 자동차 등의 소재는 연비 개선, 에너지 사용량 절감 등을 목표로 점차 경량화 및 고강도화되고 있다. 이러한 이유에서, 복합재료에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. Airplanes and automobiles are becoming lighter and stronger with the aim of improving fuel efficiency and reducing energy consumption. For this reason, a lot of research is being conducted on composite materials.

금속-탄소 복합재, 특히, 알루미늄-탄소 복합재는 경량성, 고강도, 우수한 성형성 등 많은 장점이 있는 소재로서, 항공기 구조 부재 등 다양한 용도로 사용되고 있다. The metal-carbon composite material, particularly, the aluminum-carbon composite material has many advantages such as lightweight property, high strength and excellent moldability, and is used for various purposes such as aircraft structural members.

도 1은 종래의 알루미늄-탄소나노튜브 복합재 제조 방법을 나타낸 것이다.FIG. 1 shows a conventional method for manufacturing an aluminum-carbon nanotube composite material.

도 1을 참조하면, 종래의 알루미늄-탄소나노튜브 복합재는 알루미늄 파우더와 탄소나노튜브 파우더를 혼합하고(S110), 이를 밀링(milling)한 후(S120), 소결(sintering)하는 과정을 통하여 제조된다. Referring to FIG. 1, a conventional aluminum-carbon nanotube composite material is manufactured by mixing an aluminum powder and a carbon nanotube powder (S110), milling the mixture (S120), and sintering .

즉, 종래의 알루미늄-탄소나노튜브 복합재는 분말야금법에 기초하여 제조되었다. 그러나, 이러한 방법은 제조 비용이 과다하게 많이 소요되고, 많은 양의 알루미늄-탄소나노튜브 복합재를 연속적으로 제조하기 어려운 문제점이 있다.
That is, the conventional aluminum-carbon nanotube composite material was produced based on the powder metallurgy method. However, this method requires a lot of manufacturing cost, and it is difficult to continuously produce a large amount of aluminum-carbon nanotube composite material.

본 발명과 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0096377호(2010.09.02. 공개)에 개시된 탄소나노튜브(CNT)- 알루미늄 복합재료의 제조방법이 있다.
A background art relating to the present invention is a method of manufacturing a carbon nanotube (CNT) -aluminum composite material disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0096377 (published on September 22, 2010).

본 발명의 목적은 주조법 또는 액상 가압법을 이용하되, 탄소 입자의 젖음성 및 모재 금속 용탕 내에서의 안정성을 향상시킬 있는 금속-탄소 복합재 제조 방법을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide a method for producing a metal-carbon composite material which uses wet casting or liquid phase pressurization, and which improves the wettability of carbon particles and the stability in the base metal melt.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 금속-탄소 복합재 제조 방법은 (a) 탄소 입자에 금속을 코팅하는 단계; (b) 상기 금속이 코팅된 탄소 입자를 열처리하여 금속 표면의 일부 또는 전부에 금속 산화막을 형성하는 단계; (c) 상기 표면에 금속 산화막이 형성된 탄소 입자를 모재 금속 용탕에 첨가하는 단계; 및 (d) 상기 탄소 입자가 첨가된 모재 금속 용탕을 주조하거나 액상 가압하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal-carbon composite material, including: (a) coating a metal on a carbon particle; (b) heat treating the metal-coated carbon particles to form a metal oxide film on a part or all of the metal surface; (c) adding carbon particles having a metal oxide film formed on the surface to a molten metal base metal; And (d) casting or pressurizing the molten base metal melt to which the carbon particles are added.

본 발명에 따른 금속-탄소 복합재 제조 방법은 주조법 또는 액상 가압법을 이용함으로써 종래 분말 야금법에 기초한 제조 방법에 비하여 금속-탄소 복합재 제조 비용을 낮출 수 있으며, 금속-탄소 복합재를 연속적으로 제조할 수 있어 생산성이 우수하다. The method for manufacturing a metal-carbon composite material according to the present invention can lower the cost of manufacturing a metal-carbon composite material by using a casting method or a liquid-phase pressurizing method compared to a conventional powder metallurgy-based manufacturing method, Excellent productivity.

특히, 본 발명에 따른 금속-탄소 복합재 제조 방법은 탄소 입자에 금속을 코팅한 후 열처리에 의하여 금속의 표면의 일부 또는 전부를 산화시킴으로써 탄소 입자의 젖음성을 확보와 더불어 용탕의 안정성 및 탄소 입자의 분산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
Particularly, in the method for manufacturing a metal-carbon composite material according to the present invention, a metal is coated on a carbon particle, and then a part or all of the surface of the metal is oxidized by heat treatment to secure wettability of the carbon particle, There is an advantage that the acidity can be improved.

도 1은 종래의 알루미늄-탄소나노튜브 복합재 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금속-탄소 복합재 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에서, 금속 코팅 및 열처리된 탄소 입자를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 탄소나노섬유 자체의 사진을 나타낸 것이고, 도 5는 탄소나노섬유에 니켈 코팅 및 열처리된 사진을 나타낸 것이다.
FIG. 1 shows a conventional method for manufacturing an aluminum-carbon nanotube composite material.
FIG. 2 illustrates a method of manufacturing a metal-carbon composite material according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 schematically shows carbon coated and heat treated carbon particles in the present invention. Fig.
FIG. 4 shows photographs of the carbon nanofibers themselves, and FIG. 5 shows photographs of nickel-coated and heat-treated carbon nanofibers.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 금속-탄소 복합재 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, a method of manufacturing a metal-carbon composite material according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금속-탄소 복합재 제조 방법을 나타낸 것이다. FIG. 2 illustrates a method of manufacturing a metal-carbon composite material according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 도시된 금속-탄소 복합재 제조 방법은 금속 코팅 단계(S210), 열처리 단계(S220), 탄소 입자 첨가 단계(S230) 및 주조 또는 액상 가압 단계(S240)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the method for manufacturing a metal-carbon composite material includes a metal coating step S210, a heat treatment step S220, a carbon particle addition step S230, and a casting or liquid phase pressurization step S240.

금속 코팅 단계(S210)에서는 탄소 입자에 금속을 코팅한다. In the metal coating step S210, the carbon particles are coated with a metal.

탄소 입자는 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube; CNT), 탄노나소섬유(Carbon Nano Fiber; CNF) 및 그라핀(Graphene) 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.The carbon particles may include at least one of carbon nanotube (CNT), carbon nanofiber (CNF), and graphene.

탄소 입자 자체의 경우, 응집성이 강하고, 금속 용탕에 젖음성이 좋지 않다. 또한 탄소 입자 자체의 경우, 예를 들어, 알루미늄의 비중은 대략 2.7, CNT의 비중은 대략 1.5로서, 용탕을 구성하는 금속에 비하여 비중이 상대적으로 낮아, 금속 용탕 내에 제대로 분산되기 어렵다. In the case of the carbon particles themselves, cohesion is strong and the wettability to the molten metal is poor. Further, in the case of the carbon particles themselves, for example, the specific gravity of aluminum is approximately 2.7 and the specific gravity of CNT is approximately 1.5, and the specific gravity thereof is relatively low as compared with the metal constituting the molten metal.

이에 본 발명에서는 탄소 입자 자체를 투입할 때의 문제점을 해결하기 위하여, 후술하는 바와 같이, 탄소 입자 표면에 금속을 코팅한 후 열처리를 통하여 표면에 금속 산화막을 형성한다. Accordingly, in order to solve the problem of introducing the carbon particles themselves, the present invention forms a metal oxide film on the surface of the carbon particles by coating the surface of the carbon particles with a metal after the heat treatment.

탄소 입자에 코팅되는 금속은, 금속 용탕에의 젖음성을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 금속으로는 니켈(Ni), 구리(Cu) 등이 제시될 수 있다. 금속은 무전해 도금 방식 등으로 탄소 입자에 코팅될 수 있다. The metal coated on the carbon particles serves to improve the wettability to the metal melt. Examples of such metals include nickel (Ni), copper (Cu), and the like. The metal may be coated on the carbon particles by an electroless plating method or the like.

코팅되는 금속은 탄소입자 100부피부 대비 50~400부피부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100~200부피부를 제시할 수 있다. 코팅되는 금속이 탄소입자 100부피부 대비 50부피부 미만일 경우, 젖음성 향상이 불충분하다. 반대로, 코팅되는 금속이 탄소입자 100부피부 대비 400부피부를 초과하는 경우, 더 이상의 젖음성 향상없이 금속-탄소 복합재 제조 비용만 증가시킬 수 있다.
The metal to be coated is preferably 50 to 400 parts by volume, more preferably 100 to 200 parts by volume, based on 100 parts of carbon particles. If the metal to be coated is less than 50 parts of skin to 100 parts of carbon particles, improvement in wettability is insufficient. Conversely, if the metal to be coated exceeds 400 parts skin to 100 parts carbon particles, it can only increase the cost of manufacturing metal-carbon composites without further wetting improvement.

다만, 이러한 금속만 코팅할 경우, 탄소 입자의 젖음성은 향상시킬 수 있으나, 금속 용탕에 쉽게 용해되어 그 효과가 불충분하다.However, when only such a metal is coated, the wettability of the carbon particles can be improved, but the metal particles are easily dissolved in the molten metal and the effect thereof is insufficient.

이에 본 발명에서는 열처리 단계(S220)를 통하여, 탄소 입자에 코팅된 금속 표면의 일부 또는 전부에 금속 산화막을 형성한다. In the present invention, a metal oxide film is formed on a part or all of the metal surface coated on the carbon particles through the heat treatment step (S220).

예를 들어, 탄소 입자 표면에 코팅된 금속이 니켈(Ni)인 경우, 열처리에 의하여, 표면에 NiO 혹은 Ni2O3와 같은 니켈 산화물이 형성될 수 있다. For example, when the metal coated on the surface of the carbon particles is nickel (Ni), a nickel oxide such as NiO or Ni 2 O 3 may be formed on the surface by heat treatment.

이러한 탄소 입자에 코팅된 금속 표면에 형성된 금속 산화막은 일종의 세라믹으로서, 탄소 입자에 코팅된 금속이 모재 금속 용탕으로 용해되는 것을 억제하여 모재 금속 용탕 내에서 안정성을 향상시키는 역할을 할 수 있으며, 이로 인하여, 금속 용탕 내 탄소 입자의 고른 분산이 가능하다. The metal oxide film formed on the surface of the metal coated on the carbon particles is a kind of ceramic which can prevent the metal coated on the carbon particles from dissolving in the base metal melt and improve the stability in the base metal melt. , It is possible to evenly disperse the carbon particles in the molten metal.

열처리시 분위기 가스는 산소, 아르곤, 공기 등이 될 수 있다. The atmosphere gas during the heat treatment may be oxygen, argon, air, or the like.

또한 열처리 온도는 200~800℃인 것이 바람직하다. 열처리 온도가 200℃ 미만일 경우, 산화 반응을 통해 표면 산화층 형성이 충분히 이루어지기 어려워질 수 있다. 반대로, 열처리 온도가 800℃를 초과하는 경우, 과도한 가열로 탄소 입자의 열분해로 물성이 저하될 수 있다.
The heat treatment temperature is preferably 200 to 800 ° C. If the heat treatment temperature is lower than 200 ° C, the surface oxidation layer may not be sufficiently formed through the oxidation reaction. On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds 800 ° C, physical properties may be lowered by thermal decomposition of carbon particles by excessive heating.

다음으로, 탄소 입자 첨가 단계(S230)에서는 모재 금속 용탕에, 금속 산화막이 형성된 탄소 입자를 첨가한다.Next, in the carbon particle addition step (S230), carbon particles having a metal oxide film are added to the molten metal base metal.

이때, 모재 금속은 순수한 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 될 수 있다. At this time, the base metal may be pure aluminum or aluminum alloy.

금속 산화막이 형성된 탄소 입자는 금속 용탕 100부피부 대비 10~100부피부로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15~50부피부를 제시할 수 있다. 금속 산화막이 형성된 탄소 입자의 첨가량이 금속 용탕 100 부피부 대비 10부피부 미만일 경우, 탄소 입자 첨가로 인한 강도 향상 등의 효과가 불충분하다. 반대로, 탄소 입자의 첨가량이 금속 용탕 100 부피부 대비 100 부피부를 초과하는 경우, 탄소 입자들의 응집으로 인하여 주조 또는 액상 가압 공정이 어려워질 수 있다.
The carbon particles having the metal oxide film are preferably added in an amount of 10 to 100 parts by weight, more preferably 15 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the molten metal. When the amount of the carbon particles on which the metal oxide film is formed is less than 10 parts by volume of the metal 100 parts by volume of the skin, the effects such as the strength enhancement due to the addition of the carbon particles are insufficient. Conversely, when the amount of carbon particles added exceeds 100 parts of skin relative to 100 parts of molten metal, agglomeration of the carbon particles may make the casting or liquid-phase pressurizing process difficult.

도 3은 본 발명에서, 금속 코팅 및 열처리된 탄소 입자를 개략적으로 나타낸 것이다. Fig. 3 schematically shows carbon coated and heat treated carbon particles in the present invention. Fig.

도 3을 참조하면, 본 발명에서 금속 코팅 및 열처리된 탄소 입자는, 탄소 입자(310)에 금속(320)이 코팅되어 있으며, 그 표면에 금속 산화막(320)이 형성되어 있다. Referring to FIG. 3, in the present invention, the metal particles 320 are coated on the carbon particles 310, and the metal oxide layer 320 is formed on the surfaces of the carbon particles 310.

금속 산화막(330)은 도 3에 도시된 예와 같이, 금속(320) 표면에 부분적으로 형성될 수 있다. 또한, 금속(320) 표면 전체에 금속 산화막(330)이 형성될 수 있다. The metal oxide film 330 may be partially formed on the surface of the metal 320, as in the example shown in FIG. In addition, the metal oxide film 330 may be formed on the entire surface of the metal 320.

이러한 금속 산화막(330)의 형태는 분위기 가스 혹은 온도 조건에 따라서 달라질 수 있다. 금속 표면에 부분적 금속 산화막이 형성되는 경우, 모재 금속 용탕에의 젖음성이 보다 우수하다. 반대로, 금속 표면 전체에 금속 산화막이 형성될 경우, 금속의 용해를 억제할 수 있어, 모재 금속 용탕 내에서의 안정성이 보다 우수하다.The shape of the metal oxide film 330 may vary depending on the atmospheric gas or temperature conditions. When a partial metal oxide film is formed on the metal surface, the wettability to the base metal melt is better. On the contrary, when the metal oxide film is formed on the entire metal surface, the dissolution of the metal can be suppressed, and the stability in the base metal melt is more excellent.

이러한 금속 코팅 및 열처리에 의한 금속 산화물 형성에 의하여, 탄소 입자의 비중을 높일 수 있으며, 이에 따라 탄소 입자가 모재 금속 용탕 표면에 부유하는 것을 최소화하면서 금속 용탕 내에서 고르게 분산될 수 있다.
By forming the metal oxide by the metal coating and the heat treatment, the specific gravity of the carbon particles can be increased, and the carbon particles can be evenly dispersed in the molten metal while minimizing the floating of the carbon particles on the surface of the molten metal base metal.

도 4는 탄소나노섬유 자체의 단면 사진을 나타낸 것이고, 도 5는 탄소나노섬유에 니켈 코팅 및 대기 분위기에서 500℃에서 2시간동안 열처리된 사진을 나타낸 것이다. 4 is a cross-sectional photograph of the carbon nanofiber itself, and FIG. 5 is a photograph of a carbon nanofiber coated with nickel and heat-treated at 500 ° C. for 2 hours in an air atmosphere.

도 4 및 도 5를 참조하면, 탄소나노섬유 자체에 비하여 니켈 코팅 후 열처리된 탄소나노섬유의 경우, 단면적 점유율이 훨씬 높은 것을 볼 수 있다. 단면적 점유율이 높다는 것은 밀도 혹은 비중이 그만큼 커진다는 것을 의미하고, 이에 따라 탄소나노섬유가 금속 용탕 표면에 부유하는 것을 최소화하면서 금속 용탕 내에서 고르게 분산될 수 있다.
Referring to FIGS. 4 and 5, carbon nanofibers heat treated after nickel coating have a much higher cross-sectional area occupancy than carbon nanofibers themselves. The high cross-sectional area occupancy means that the density or specific gravity is increased so much that the carbon nanofibers can be evenly dispersed in the molten metal while minimizing the floating on the surface of the molten metal.

다음으로, 주조 또는 액상 가압 단계(S240)에서는 탄소 입자가 첨가된 모재 금속 용탕을 주조하거나 액상 가압하여 금속-탄소 복합재를 제조한다.
Next, in the casting or liquid phase pressurization step (S240), a molten metal base metal material to which carbon particles are added is cast or liquid pressure is applied to produce a metal-carbon composite material.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

1. 금속-탄소 복합재 시편의 제조1. Preparation of metal-carbon composite specimens

실시예 1Example 1

알루미늄을 용융시켜 100부피부의 용탕을 형성하고, 니켈 산화막이 형성된 탄소나노섬유 20부피부를 투입한 후, 출탕 및 자연냉각하여, 실시예 1에 따른 복합재 시편을 제조하였다. Aluminum was melted to form a molten skin of 100 parts, 20 parts of carbon nanofibers having a nickel oxide film formed thereon, and the mixture was boiled and naturally cooled to prepare a composite specimen according to Example 1.

이때, 니켈 산화막이 형성된 탄소나노섬유는 밀도가 1.6인 탄소나노섬유(VGCF-H, 쇼와덴코카본 제조)에 니켈을 무전해 도금 방식으로 탄소나노섬유 100 부피부 대비 100 부피부로 코팅한 후, 대기 분위기에서 500℃에서 2시간동안 열처리하여 제조하였다.
At this time, the carbon nanofibers having the nickel oxide film were coated with 100 parts of carbon nanofibers with 100 parts of skin by electroless plating with carbon nanofibers (VGCF-H, manufactured by Showa Denko KK) having a density of 1.6 Followed by heat treatment at 500 ° C for 2 hours in an air atmosphere.

실시예 2Example 2

알루미늄을 용융시켜 100부피부의 용탕을 형성하고, 구리 산화막이 형성된 탄소나노튜브 20부피부를 투입한 후, 출탕 및 자연냉각하여, 실시예 2에 따른 복합재 시편을 제조하였다. Aluminum was melted to form a molten skin of 100 parts, 20 parts of carbon nanotubes having a copper oxide film formed thereon, and the mixture was allowed to boil and naturally cool to prepare a composite specimen according to Example 2.

이때, 구리 산화막이 형성된 탄소나노튜브는 밀도가 1.34인 탄소나노튜브(MWNT-CM95, 한화나노텍 제조)에 구리를 무전해 도금 방식으로 탄소나노튜브 100 부피부 대비 100 부피부로 코팅한 후, 아르곤 가스 분위기에서 600℃에서 2시간동안 열처리하여 제조하였다.
At this time, the carbon nanotubes having a copper oxide film were coated with 100 parts of skin to 100 parts of carbon nanotubes by electroless plating of copper on carbon nanotubes having a density of 1.34 (MWNT-CM95, manufactured by Hanwha Nanotech Co., Ltd.) And then heat-treated at 600 ° C for 2 hours in a gas atmosphere.

비교예 1Comparative Example 1

알루미늄을 용융시켜 100부피부의 용탕을 형성하고, 니켈이 코팅된 탄소나노섬유 20부피부를 투입한 후, 출탕 및 자연냉각하여, 비교예 1에 따른 복합재 시편을 제조하였다. Aluminum was melted to form a molten skin of 100 parts, and 20 parts of carbon-coated nanofibers of nickel-coated steel were put into the container, and the mixture was spouted and cooled naturally to prepare a composite specimen according to Comparative Example 1. [

이때, 니켈이 코팅된 탄소나노섬유는 열처리 과정을 생략한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 제조하였다.
At this time, the carbon nanofibers coated with nickel were prepared in the same manner as in Example 1, except that the heat treatment process was omitted.

2. 물성 평가2. Property evaluation

표 1은 실시예 1~2 및 비교예 1에 따라 제조된 금속-탄소 복합재의 물성을 나타낸 것이다. Table 1 shows physical properties of the metal-carbon composites prepared according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. [

[표 1][Table 1]

Figure 112012087685618-pat00001
Figure 112012087685618-pat00001

표 1을 참조하면, 실시예 1~2에 따른 금속-탄소 복합재의 경우, 비교예 1에 따른 복합재에 비하여 현저히 높은 강도를 나타내었다. 이는 복합재 제조 과정에서 실시예 1~2의 경우 금속 용탕 내에 탄소 입자가 고르게 분산되었기 때문이라 볼 수 있다.
Referring to Table 1, the metal-carbon composite material according to Examples 1 and 2 exhibited significantly higher strength than the composite material according to Comparative Example 1. This can be attributed to the fact that the carbon particles were uniformly dispersed in the molten metal in Examples 1 and 2 in the course of manufacturing the composite material.

본 발명은 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the claims.

S210 : 금속 코팅 단계
S220 : 열처리 단계
S230 : 탄소 입자 첨가 단계
S240 : 주조 또는 액상 가압 단계
310 : 탄소 입자
320 : 금속
330 : 금속 산화막S210: metal coating step
S220: heat treatment step
S230: Carbon particle addition step
S240: casting or liquid phase pressing step
310: carbon particles
320: metal
330: metal oxide film

Claims (9)

(a) 탄소 입자에 금속을 코팅하는 단계;
(b) 상기 금속이 코팅된 탄소 입자를 열처리하여 금속 표면의 일부 또는 전부에 금속 산화막을 형성하는 단계;
(c) 상기 표면에 금속 산화막이 형성된 탄소 입자를 모재 금속 용탕에 첨가하는 단계; 및
(d) 상기 탄소 입자가 첨가된 모재 금속 용탕을 주조하거나 액상 가압하는 단계;를 포함하고,
상기 (c) 단계에서, 모재 금속 용탕 100 부피부에 대하여, 표면에 금속 산화막이 형성된 탄소 입자 10~100부피부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 금속-탄소 복합재 제조 방법.
(a) coating carbon particles with a metal;
(b) heat treating the metal-coated carbon particles to form a metal oxide film on a part or all of the metal surface;
(c) adding carbon particles having a metal oxide film formed on the surface to a molten metal base metal; And
(d) casting or pressurizing the molten base metal melt to which the carbon particles are added,
The method for producing a metal-carbon composite material according to claim 1, wherein in step (c), 10 to 100 parts of carbon particles having a metal oxide film formed on the surface of the base metal molten metal are added.
제1항에 있어서,
상기 탄소 입자는
탄소나노튜브, 탄노나소섬유 및 그라핀 중에서 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 금속-탄소 복합재 제조 방법.
The method according to claim 1,
The carbon particles
Carbon nanotube, carbon nanotube, carbon nanotube, carbon nanotube, carbon nanotube, carbon nanotube, carbon nanotube, carbon nanotube, carbon nanotube, carbon nanotube, carbon nanotube, carbon nanotube,
제1항에 있어서,
상기 탄소 입자에 코팅되는 금속은
니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속-탄소 복합재 제조 방법.
The method according to claim 1,
The metal coated on the carbon particles
(Ni) and copper (Cu). The method for producing a metal-carbon composite material according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는
무전해 도금 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 금속-탄소 복합재 제조 방법.
The method according to claim 1,
The step (a)
Wherein the metal-carbon composite material is formed by electroless plating.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는
상기 탄소 입자 100 부피부에 대하여, 금속 50~400부피부를 코팅하는 것을 특징으로 하는 금속-탄소 복합재 제조 방법.
The method according to claim 1,
The step (a)
The method for producing a metal-carbon composite material according to claim 1, wherein 50 to 400 parts of metal is coated on 100 parts of the carbon particles.
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는
200~800℃에서 실시되는 것을 특징으로 하는 금속-탄소 복합재 제조 방법.
The method according to claim 1,
The step (b)
Wherein the metal-carbon composite material is formed at 200 to 800 ° C.
제1항에 있어서,
상기 모재 금속 용탕은
알루미늄 또는 알루미늄 합금을 용융하여 형성하는 것을 특징으로 하는 금속-탄소 복합재 제조 방법.
The method according to claim 1,
The molten metal
Wherein the metal-carbon composite material is formed by melting aluminum or an aluminum alloy.
삭제delete 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 금속-탄소 복합재. A metal-carbon composite material produced by the method of any one of claims 1 to 7.
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