KR101446840B1 - Manufacturing method for iron powder - Google Patents

Manufacturing method for iron powder Download PDF

Info

Publication number
KR101446840B1
KR101446840B1 KR1020120124777A KR20120124777A KR101446840B1 KR 101446840 B1 KR101446840 B1 KR 101446840B1 KR 1020120124777 A KR1020120124777 A KR 1020120124777A KR 20120124777 A KR20120124777 A KR 20120124777A KR 101446840 B1 KR101446840 B1 KR 101446840B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
iron
powder
oxide powder
precursor
containing solution
Prior art date
Application number
KR1020120124777A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140058129A (en
Inventor
장덕례
조혜담
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020120124777A priority Critical patent/KR101446840B1/en
Publication of KR20140058129A publication Critical patent/KR20140058129A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101446840B1 publication Critical patent/KR101446840B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/30Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with decomposition of metal compounds, e.g. by pyrolysis

Abstract

발명은 열전지 열원용 철 분말의 제조방법에 관한 것으로, 금속염 철 화합물을 지방산 용매에 첨가 및 교반하여 철 함유 용액을 제조하는 단계, 상기 철 함유 용액을 교반하면서 가열하여 균일한 철 전구체를 형성하는 단계, 상기 철 전구체를 공기 중에서 열분해시켜 산화철 분말을 제조하는 단계 및 상기 산화철 분말을 환원분위기에서 환원처리하여 영가철 나노 분말을 얻는 단계를 포함하여 이루어진 열전지 열원용 나노크기의 영가철 분말의 제조방법에 관한 것이다. 상기와 같은 방법으로 제조된 영가철 분말은 나노크기의 균일한 입자를 얻을 수 있고, 불순물이 포함되지 않고, 발화특성이 우수하고, 성형시 산소가 삽입되기 충분한 공간을 갖는 성형체를 형성한다.The present invention relates to a method for producing iron powder for a heat-generating heat source, comprising the steps of: preparing a solution containing iron by adding and stirring a solution of an iron metal compound to a fatty acid solvent; heating the solution with stirring to form a uniform iron precursor Preparing iron oxide powder by pyrolyzing the iron precursor in the air, and reducing iron oxide powder in a reducing atmosphere to obtain zero valent iron nano powder. . The zero valent iron powder produced by the above-described method can obtain nano-sized uniform particles, does not contain impurities, is excellent in ignition characteristics, and forms a compact having sufficient space for oxygen to be inserted during molding.

Description

철 분말 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR IRON POWDER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for manufacturing iron powder,

본 발명은 열전지용 열원에 사용되는 영가철 분말의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 군사용 또는 산업용 비축전지의 일종인 열전지를 활성화시키는 열원 (Heat source) 제조를 위한 철 분말의 제조방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a method for producing iron powder for manufacturing a heat source for activating a thermocouple, which is a kind of military or industrial non-accumulator, .

열전지 개발은 대부분 패키징에 적용되었기 때문에 열전지 소재에 관한 연구결과에 대한 보고는 매우 적다. 또한, 금속분말 제조에 관한 연구는 국내 또는 전 세계적인 산업의 특성상 분말합성기술이 분말의 미세화 및 구형화에 초점이 맞추어지기 때문에 산호 모양과 같은 일부 특수한 특성을 갖는 분말합성 기술에 관한 연구보고가 거의 없고, 국내 보유 기술이 전무하다.Since most of the development of thermocouples has been applied to packaging, there are very few reports on the results of research on thermoelectric materials. In addition, studies on the production of metal powders have focused on the microfabrication and sphering of powders due to the characteristics of the domestic or global industry, and therefore there is a report about the powder synthesis technology having some special characteristics such as coral shape There is no domestic technology.

철은 전ㆍ연성 물질로서, 대부분의 금속분말을 합성하기 위해 적용되는 액상 및 고상 공정을 통해 열전지의 발열재 재료로서 적합한 철 분말을 개발하고 생산하는 데에는 어려움이 있다. 종래의 분말합성기술은 미세화, 구형화에 초점이 맞추어져 있었으며, 열전지용 발연재로 사용되는 철은 펠릿 형태(pellet)로 성형되기 때문에 구형 및 각형의 입자들은 충전률 및 파괴강도와 같은 성형 특성을 만족시키지 못한다. 또한, 철 분말의 순도를 높이기 위하여 환원처리는 필수적이며, 이 과정에서 입자 성장이 일어나 입자 조직의 굵기가 증가하여 표면적이 감소되는 경향이 있다.It is difficult to develop and produce iron powder suitable as an exothermic material for thermal cells through the liquid phase and solid phase processes applied to synthesize most metal powders. Conventional powder synthesis techniques have focused on miniaturization and sphering, and because iron used as a thermal conductive material is molded into a pellet, spherical and prismatic particles have a molding characteristic such as filling rate and breaking strength . In order to increase the purity of the iron powder, reduction treatment is indispensable. In this process, grain growth occurs, and the thickness of the grain structure is increased to decrease the surface area.

열전지의 열원으로 사용되는 철 분말은 비표면적이 넓은 산호 모양의 입자를 갖는 것이 바람직한데, 열전지 열원으로 사용되는 철 분말의 합성에 있어서 기존의 일반 금속분말 제조 공정으로는 형상, 입도, 점화감도, 연소속도, 도달온도, 열량, 순도, 비표면적, 성형강도, 밀도, 미세조직 등의 복합적이고 다양한 요구특성을 만족시키기 어렵다.
It is preferable that iron powder used as a heat source of a thermal battery has coral-shaped particles having a large specific surface area. In the synthesis of iron powder used as a heat-source of heat energy, the conventional general metal powder manufacturing processes include shape, size, ignition sensitivity, It is difficult to satisfy complex and various required characteristics such as burning rate, arrival temperature, heat quantity, purity, specific surface area, molding strength, density and microstructure.

본 발명의 실시예들에 따르면 군사용 또는 산업용 비축전지의 일종인 열전지를 활성화시키는 열원 (Heat source) 제조를 위한 철 분말 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
According to embodiments of the present invention, there is provided a method of manufacturing iron powder for manufacturing a heat source for activating a thermocouple, which is a kind of military or industrial non-storage battery.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 나노크기 영가철 분말의 제조방법은, 금속염 철 화합물을 지방산 용매에 첨가 및 교반하여 철 함유 용액을 제조하는 단계, 상기 철 함유 용액을 교반하면서 가열하여 균일한 철 전구체를 형성하는 단계, 상기 철 전구체를 공기 중에서 열분해시켜 산화철 분말을 제조하는 단계 및 상기 산화철 분말을 환원분위기에서 환원처리하여 영가철 나노 분말을 얻는 단계를 포함하여 구성된다.The method of manufacturing the nano-scale zero valent iron powder according to the embodiments of the present invention includes the steps of preparing an iron-containing solution by adding and stirring an iron metal compound to a fatty acid solvent, heating the iron- Forming an iron precursor; thermally decomposing the iron precursor in the air to prepare an iron oxide powder; and reducing the iron oxide powder in a reducing atmosphere to obtain a zero valent iron nano powder.

일 측에 따르면, 상기 지방산은 포화 지방산 또는 불포화 지방산으로 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.According to one aspect, the fatty acid may be a mixture of one or more selected from saturated or unsaturated fatty acids.

일 측에 따르면, 상기 금속염 철 화합물은 철 초산염, 철 질산염, 철 염화물, 철 수화물, 철 산화물 및 철 옥살산염 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 여기서, 상기 금속염 철 화합물의 양은 상기 철 함유 용액에 대해, 10 중량% 이상 내지 60중량% 이하일 수 있다. 또한, 상기 철 함유 용액을 제조하는 단계는, 상기 철 함유 용액을 80℃에서 30분간 가열교반하여 용액 내 수분을 제거할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the iron metal compound may be at least one selected from the group consisting of iron nitrate, iron nitrate, iron chloride, iron hydrate, iron oxide and iron oxalate. Here, the amount of the iron metal compound may be 10 wt% or more to 60 wt% or less with respect to the iron-containing solution. Further, in the step of producing the iron-containing solution, the iron-containing solution may be heated and stirred at 80 ° C for 30 minutes to remove moisture in the solution.

일 측에 따르면, 상기 철 전구체 형성 단계는, 상기 철 함유 용액을 80℃내지 300℃로 교반하면서 가열한다. 그리고 상기 철 전구체 형성 단계에서 상기 철 함유 용액의 가열시간은 0.1시간에서 24 시간 동안 실시된다.According to one aspect, in the step of forming the iron precursor, the iron-containing solution is heated while stirring at 80 ° C to 300 ° C. The heating time of the iron-containing solution in the iron precursor forming step is 0.1 to 24 hours.

일 측에 따르면, 상기 산화철 분말의 형성 단계는, 상기 철 전구체를 수세 및 건조시키는 더 포함할 수 있다. 또는, 상기 산화철 분말의 형성 단계는, 상기 철 전구체를 수세 없이 태워서 산화철 분말을 제조할 수 있다. 그리고 상기 산화철 분말의 형성단계에서의 열분해 단계는, 공기분위기에서 상기 철 전구체를 400℃ ~ 800℃의 온도에서 1 내지 24 시간 동안 실시된다.According to one aspect, the step of forming the iron oxide powder may further include washing and drying the iron precursor. Alternatively, in the step of forming the iron oxide powder, the iron precursor may be burned without water so as to produce an iron oxide powder. The pyrolysis step in the step of forming the iron oxide powder is carried out at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. for 1 to 24 hours in an air atmosphere.

일 측에 따르면, 상기 환원처리 시 환원처리 온도는 500℃ ~ 800℃ 이다. 그리고 상기 환원처리 시 환원가스는 H2가스와 N2 및 Ar 중에서 선택된 불활성 기체를 혼합한 혼합가스를 사용할 수 있다.
According to one aspect, the reducing treatment temperature in the reducing treatment is 500 ° C to 800 ° C. The reducing gas may be a mixed gas obtained by mixing H2 gas with an inert gas selected from N2 and Ar.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 불순물의 함량이 없는 고순도 철 분말을 제조할 수 있으며, 이와 같이 제조된 철 분말은 열전지의 열원으로써 효과적인 역할을 수행할 수 있다.
As described above, according to the embodiments of the present invention, a high-purity iron powder having no impurity content can be produced, and the iron powder thus produced can play an effective role as a heat source for thermal battery.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철 분말 제조방법에 의해 제조된 철 분말의 표면 특성을 보여주는 사진으로, 공기분위기에서 산화된 분말의 표면 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철 분말 제조방법에 의해 제조된 철 분말의 표면 특성을 보여주는 사진으로, 공기 중 열처리 후 환원분위기에서 열처리 후 표면 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 철 분말 제조방법에 의해 제조된 철 분말의 결정 특성을 보여주는 그래프이다.
FIG. 1 is a photograph showing the surface characteristics of iron powder produced by the method of manufacturing iron powder according to an embodiment of the present invention, and is a photograph of the surface of oxidized powder in an air atmosphere.
FIG. 2 is a photograph showing the surface characteristics of the iron powder produced by the method for producing iron powder according to an embodiment of the present invention, which is a surface photograph after heat treatment in air and heat treatment in a reducing atmosphere.
FIG. 3 is a graph showing crystal characteristics of iron powder produced by the method of manufacturing iron powder according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments. In describing the embodiments, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted so as to clarify the gist of the present invention.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 나노크기의 영가철 분말 제조방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method for producing a nano-sized zero valent iron powder according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

우선, 포화지방산 및 불포화지방산으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 형성되는 지방산 용매에 금속염 형태의 철 화합물을 혼합하여 철 함유 용액을 제조한다.First, an iron-containing solution is prepared by mixing an iron compound in the form of a metal salt with a fatty acid solvent, which is formed of a mixture of one or more kinds selected from saturated fatty acids and unsaturated fatty acids.

상세하게는, 먼저 지방산을 반응기에 넣고 80℃로 가열하여 지방산을 용해시킨 후 여기에 금속염 형태의 철 화합물을 넣고 30분간 교반하여 용액 내 수분을 제거한 후 균일한 철 함유 용액을 제조한다.Specifically, a fatty acid is first added to a reactor and heated to 80 ° C. to dissolve the fatty acid. Then, the iron compound in the form of a metal salt is added thereto and stirred for 30 minutes to remove moisture in the solution to prepare a uniform iron-containing solution.

예를 들어, 금속염 형태의 철 화합물로는 철 초산염, 철 질산염, 철 염화물, 철 수화물, 철 산화물, 철 옥살산염 등을 사용할 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.For example, as the iron compound in the form of a metal salt, there may be used iron nitrate, iron nitrate, iron chloride, iron hydrate, iron oxide, iron oxalate, etc. These may be used alone or in combination of two or more.

지방산으로는 포화지방산과 불포화지방산이 사용된다. 지방산은 철분말의 제조에 있어 용매 및 환원제로서 역할을 담당하고, 철 함유 용액을 가열시 내부에서 가스를 발생시켜 철 분말이 다공성의 성질을 갖게 하는 역할을 한다. 여기서, 지방산은 포화지방산과 불포화지방산이 사용되며 그 종류에는 제한이 없다. 예를 들어, 포화지방산으로는 라우릭산, 미리스틱산, 팔미드산, 스테아릭산 중 선택된 어느 하나 또는 2종 이상의 조합이 사용될 수 있다. 또한, 불포화지방산으로는 올레익산, 리노릭산, 리노레닉산 중 선택된 어느 하나 또는 2종 이상의 조합이 사용될 수 있다. 또한, 지방산은 단독으로 혹은 조합으로 사용할 수 있다.Saturated fatty acids and unsaturated fatty acids are used as fatty acids. The fatty acid plays a role as a solvent and a reducing agent in the production of iron powder, and generates a gas inside when the iron-containing solution is heated to make the iron powder porous. Here, saturated fatty acids and unsaturated fatty acids are used as the fatty acid, and there is no limitation in the kind. For example, as the saturated fatty acid, any one or a combination of two or more selected from lauric acid, myristic acid, palmitic acid and stearic acid may be used. As the unsaturated fatty acid, any one or a combination of two or more selected from oleic acid, linoleic acid and linoleic acid may be used. The fatty acids may be used alone or in combination.

그리고 지방산은 후술하는 열분해 단계에서 철산화물 분말의 형태에 중요한 변수로 작용한다. 바람직하게는, 철 화합물은 전체 철 함 유 용액 중 10중량% 내지 60중량% 를 포함할 수 있다. 여기서, 철 화합물이 60 중량%를 초과할 경우 산화철 분말의 제조가 어렵고, 철 화합물이 10 중량% 미만일 경우에는 제조단가가 상승할 수 있다.The fatty acid is an important parameter for the shape of the iron oxide powder in the pyrolysis step described later. Preferably, the iron compound may comprise from 10% to 60% by weight of the total iron fortified solution. If the amount of the iron compound exceeds 60% by weight, the production of the iron oxide powder is difficult, and if the amount of the iron compound is less than 10% by weight, the manufacturing cost may increase.

다음으로, 상기와 같이 제조된 철 함유 용액을 교반하면서 가열하여 균일한 철 전구체를 형성한다.Next, the iron-containing solution prepared as described above is heated while stirring to form a uniform iron precursor.

위에서 제조된 철 함유 용액을 교반이 가능한 반응기에서 일정 시간 동안 교반에 의해 가열하여 철 전구체를 제조한다. 이때 가열 온도는 80℃ ~ 300℃가 바람직하며, 0.1 시간 내지 24 시간 동안 교반하면서 가열한다. 여기서, 교반 및 가열 시 온도가 80℃ 미만이거나 시간이 0.1 시간 미만인 경우에는 전구체의 완전한 생성이 어려울 수 있으며, 온도가 300℃ 초과이거나 시간이 24 시간을 초과하는 경우에는 제조단가가 상승할 수 있다.The iron-containing solution prepared above is heated by stirring in a stirrer-capable reactor for a certain period of time to produce an iron precursor. The heating temperature is preferably 80 ° C to 300 ° C, and the mixture is heated with stirring for 0.1 to 24 hours. Here, when the temperature is less than 80 ° C or less than 0.1 hour in stirring and heating, complete formation of the precursor may be difficult. If the temperature exceeds 300 ° C or the time exceeds 24 hours, the manufacturing cost may increase .

그리고, 철 함유 용액을 교반하면서 가열하는 동안, 철 함유 용액에 함유된 지방산이 고온 가열에 의해 분해되면서 발생되는 가스들로 인해 철 산화물 입자가 다공질의 특성을 갖게 된다.And, while the iron-containing solution is heated while stirring, the iron oxide particles have a porous property due to the gases generated as the fatty acid contained in the iron-containing solution is decomposed by heating at a high temperature.

다음으로, 교반 및 가열이 완료된 철 전구체를 열분해시켜 산화철 분말을 제조한다.Next, the iron precursor which has been stirred and heated is pyrolyzed to produce an iron oxide powder.

여기서, 산화철 분말을 형성하기 위해서, 철 전구체를 수세 및 건조하여 산화철 분말을 형성할 수 있다. 또는, 철 전구체를 수세 및 건조하는 단계를 생략하고, 철 전구체 자체를 태워서 산화철 분말을 형성하는 것도 가능하다.Here, in order to form the iron oxide powder, the iron precursor may be washed with water and dried to form an iron oxide powder. Alternatively, the step of washing and drying the iron precursor may be omitted, and the iron precursor itself may be burned to form the iron oxide powder.

철 전구체의 건조 및 열분해는 공기분위기 로(Furnace) 내에서 이루어진다. 이때, 열분해를 위한 온도는 400℃~800℃가 바람직하며, 30분 내지 24 시간 열처리 하는 것이 바람직하다. 여기서, 열분해 온도가 400℃ 미만이거나 열분해 처리 시간이 30분 미만인 경우에는 전구체의 완전한 분해가 어려울 수 있으며, 온도가 800℃ 초과이거나 시간이 24 시간을 초과하는 경우에는 생산량이 줄어들 수 있다.Drying and pyrolysis of the iron precursor takes place in an air atmosphere. At this time, the temperature for pyrolysis is preferably 400 ° C. to 800 ° C., and it is preferable to carry out heat treatment for 30 minutes to 24 hours. If the pyrolysis temperature is less than 400 ° C or the pyrolysis time is less than 30 minutes, complete decomposition of the precursor may be difficult. If the temperature exceeds 800 ° C or the time exceeds 24 hours, the production may be reduced.

그리고 위와 같이 얻어진 산화철 분말을 환원분위기에서 환원처리하여 나노 크기의 영가철 분말을 얻는다.The iron oxide powder thus obtained is subjected to reduction treatment in a reducing atmosphere to obtain nano-sized zero valence iron powder.

철 산화물 분말의 환원가스 분위기 처리를 위해서 고온에서 H2 가스에 Ar, N2 등의 불활성 기체를 혼합한 혼합가스를 사용할 수 있다. 그리고 환원 온도는 500℃ ~ 800℃, 환원처리 시간은 30분에서 24 시간이 바람직하다. 또한 환원의 횟수는 2번 이상 처리하는 것이 바람직하다. 여기서, 환원 온도가 500℃ 미만이거나 환원처리 시간이 30분 미만일 경우에는 철 분말로의 완전한 환원이 일어나지 않을 수 있다. 그리고, 환원 온도가 800℃을 초과하면 과도한 입자 응집이 발생하여 바람직하지 않고, 환원처리 시간이 24 시간 이상이면 비경제적이다.A mixed gas obtained by mixing an inert gas such as Ar or N 2 with H 2 gas at a high temperature can be used for treating the iron oxide powder with a reducing gas atmosphere. The reduction temperature is preferably 500 ° C to 800 ° C, and the reduction time is preferably 30 minutes to 24 hours. The number of times of reduction is preferably two or more times. Here, when the reduction temperature is less than 500 ° C or the reduction treatment time is less than 30 minutes, complete reduction to iron powder may not occur. When the reduction temperature is higher than 800 ° C, excessive aggregation of particles occurs, which is not preferable. When the reduction treatment time is 24 hours or more, it is not economical.

이와 같이 제조된 나노크기의 철 분말은 불순물의 함량이 없는 고순도 철 분말로써 열전지의 열원으로써 효과적인 역할을 수행할 수 있다.
The nano-sized iron powder thus produced is a high-purity iron powder having no impurity content and can play an effective role as a heat source of the heat battery.

실시예 1Example 1

올레익산을 이용한 질산염 철에서 나노크기의 철 분말의 제조하는 방법에 대해서 설명한다.A method for producing nano-sized iron powder from iron nitrate using oleic acid will be described.

우선, 철 함유 용액을 제조하기 위해서, 3구 반응기에 올레익산 40g을 넣고 80℃로 가열하여 올레익산을 용해시킨다. 여기에, 질산염 철 9수화물 80g을 넣은 후 30분간 교반하여 용액내 수분을 제거한 후 균일한 철 함유 용액을 제조한다.First, in order to prepare an iron-containing solution, 40 g of oleic acid is added to a three-necked reactor and heated at 80 DEG C to dissolve oleic acid. 80 g of iron nitrate tetrahydrate was added thereto and stirred for 30 minutes to remove moisture in the solution to prepare a uniform iron-containing solution.

다음으로, 반응기의 온도를 120℃로 승온하여 2 시간 동안 일정한 속도로 교반하여 반응을 진행시킨 후 냉각시켜서 철 전구체를 제조한다. 제조된 철 전구체는 일정한 용매로 수차례 세척한 후 80℃ 진공오븐에서 5 시간 건조시킨다.Next, the temperature of the reactor was raised to 120 ° C, stirred at a constant rate for 2 hours to proceed the reaction, and cooled to prepare an iron precursor. The prepared iron precursor was washed several times with a certain solvent and then dried in a vacuum oven at 80 ° C for 5 hours.

다음으로, 건조시킨 철 전구체를 공기분위기에서 박스 전기 로에서 800℃에서 2 시간 산화시켜 철 산화물을 제조한다.Next, the dried iron precursor is oxidized in a box furnace at 800 DEG C for 2 hours in an air atmosphere to produce iron oxide.

그리고 이와 같이 제조된 철 산화물을 H2/N2 혼합가스 하에서 환원처리하여, 나노 크기의 철 분말을 얻을 수 있다. 이때 환원처리 온도는 700℃, 환원처리 시간은 4 시간으로 하였다.The iron oxide thus produced is subjected to a reduction treatment under a mixed gas of H2 / N2 to obtain nano-sized iron powder. At this time, the reduction treatment temperature was 700 ° C and the reduction treatment time was 4 hours.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철 분말 제조방법에 의해 제조된 철 분말의 표면 특성을 보여주는 사진으로, 올레익산과 질산염 철로부터 제조된 철 분말을 공기분위기에서 산화시킨 표면 사진이다. 그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철 분말 제조방법에 의해 제조된 철 분말의 표면 특성을 보여주는 사진으로, 올레익산과 질산염 철로부터 제조된 철 분말을 공기 중 열처리 후 환원분위기에서 열처리 후의 표면 사진이다. 도1과 도 2를 참조하면 지방산 용매를 이용하여 제조된 철 입자는 나노크기이며, 형상은 산호형태를 나타낸다. 그러므로 열전지용 열원으로써 비표면적이 넓은 나노크기 및 산호모양의 철분말을 얻을 수 있음을 알 수 있다.FIG. 1 is a photograph showing the surface characteristics of iron powder produced by the method of manufacturing iron powder according to an embodiment of the present invention, wherein the iron powder prepared from oleic acid and nitrate iron is oxidized in an air atmosphere. And FIG. 2 is a photograph showing the surface characteristics of the iron powder produced by the method for producing iron powder according to an embodiment of the present invention, wherein iron powder prepared from oleic acid and nitrate iron is heat treated in a reducing atmosphere after air heat treatment It is a surface photograph. Referring to FIGS. 1 and 2, the iron particles prepared using a fatty acid solvent are nano-sized and have a coral shape. Therefore, it can be seen that a nano-sized and coral-shaped iron powder having a large specific surface area can be obtained as a heat source for heat transfer.

또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 반응시간의 변화에 따라 제조된 철 분말의 결정특성을 보여주는 그래프이다. 제조된 철 분말은 반응시간이 30분 이상에서는 불순물의 피크 없이 철의 결정 피크만 나타남을 확인하였다.3 is a graph showing crystal characteristics of iron powder produced according to the change of reaction time according to an embodiment of the present invention. It was confirmed that the iron powder showed only iron crystal peaks at a reaction time of 30 minutes or more without a peak of impurities.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.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 exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (12)

금속염 철 화합물을 지방산 용매에 첨가 및 교반하여 철 함유 용액을 제조하는 단계;
상기 철 함유 용액을 교반하면서 80℃내지 300℃로 0.1 시간 내지 24 시간 동안 가열하여 균일한 철 전구체를 형성하는 단계;
상기 철 전구체를 공기 중에서 열분해시켜 산화철 분말을 제조하는 단계; 및
상기 산화철 분말을 환원분위기에서 환원처리하여 영가철 나노 분말을 얻는 단계;
를 포함하는 열전지 열원용 영가철 분말의 제조방법.
Adding an iron metal compound to a fatty acid solvent and stirring to prepare an iron-containing solution;
Heating the iron-containing solution at 80 ° C to 300 ° C with stirring for 0.1 hour to 24 hours to form a uniform iron precursor;
Pyrolyzing the iron precursor in air to produce an iron oxide powder; And
Reducing the iron oxide powder in a reducing atmosphere to obtain a zero valent iron nano powder;
Wherein the ferrous iron powder is heated to a temperature of about < RTI ID = 0.0 > 300 C < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 지방산은 포화 지방산 또는 불포화 지방산으로 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 열전지 열원용 영가철 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the fatty acid is a mixture of at least one selected from saturated or unsaturated fatty acids.
제1항에 있어서,
상기 금속염 철 화합물은 철 초산염, 철 질산염, 철 염화물, 철 수화물, 철 산화물 및 철 옥살산염 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용하는 열전지 열원용 영가철 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal iron compound is at least one selected from the group consisting of iron nitrate, iron nitrate, iron chloride, iron hydrate, iron oxide and iron oxalate.
제1항에 있어서,
상기 금속염 철 화합물의 양은 상기 철 함유 용액에 대해, 10 중량% 이상 내지 60중량% 이하인 열전지 열원용 영가철 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the amount of the iron metal compound is not less than 10% by weight and not more than 60% by weight based on the iron-containing solution.
제1항에 있어서,
상기 철 함유 용액을 제조하는 단계는, 상기 철 함유 용액을 80℃에서 30분간 가열교반하여 용액 내 수분을 제거하는 것을 포함하는 열전지 열원용 영가철 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of preparing the iron-containing solution comprises heating and stirring the iron-containing solution at 80 DEG C for 30 minutes to remove moisture in the solution.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 산화철 분말의 형성 단계는, 상기 철 전구체를 수세 및 건조시키는 단계를 더 포함하는 열전지 열원용 열가철 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the forming of the iron oxide powder further comprises washing and drying the iron precursor.
제1항에 있어서,
상기 산화철 분말의 형성 단계는, 상기 철 전구체를 수세 없이 태워서 산화철 분말을 제조하는 열전지 열원용 영가철 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the iron oxide powder is formed by burning the iron precursor without water washing to produce iron oxide powder.
제1항에 있어서,
상기 산화철 분말의 형성단계에서의 열분해 단계는, 공기분위기에서 상기 철 전구체를 400℃ ~ 800℃의 온도에서 1 내지 24 시간 동안 실시되는 열전지 열원용 영가철 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the pyrolysis step in the step of forming the iron oxide powder is carried out in an air atmosphere at a temperature of 400 ° C to 800 ° C for 1 to 24 hours in an air atmosphere.
제1항에 있어서,
상기 환원처리 시 환원처리 온도는 500℃ ~ 800℃ 인 열전지 열원용 영가철 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the reducing treatment temperature during the reducing treatment is 500 ° C to 800 ° C.
제1항에 있어서,
상기 환원처리 시 환원가스는 H2가스와 N2 및 Ar 중에서 선택된 불활성 기체를 혼합한 혼합가스를 사용하는 열전지 열원용 영가철 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the reducing gas used in the reduction treatment is a mixed gas obtained by mixing an H2 gas and an inert gas selected from N2 and Ar.
KR1020120124777A 2012-11-06 2012-11-06 Manufacturing method for iron powder KR101446840B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120124777A KR101446840B1 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Manufacturing method for iron powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120124777A KR101446840B1 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Manufacturing method for iron powder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140058129A KR20140058129A (en) 2014-05-14
KR101446840B1 true KR101446840B1 (en) 2014-10-08

Family

ID=50888600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120124777A KR101446840B1 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Manufacturing method for iron powder

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101446840B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101621701B1 (en) 2014-12-29 2016-05-17 고려대학교 산학협력단 Metal oxide nanoparticles and the prosess of manufacture

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101924274B1 (en) * 2017-01-11 2018-11-30 국방과학연구소 Manufacturing method using two-step reduction for iron metal powders and iron metal powders by the same
KR102488678B1 (en) * 2018-07-10 2023-01-13 주식회사 엘지에너지솔루션 Method for manufacturing iron oxide

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100870992B1 (en) 2007-04-04 2008-12-01 나노케미칼 주식회사 Zero Valent Fe Powders for Heat Source in Thermal Batteries And Making method of The Same
KR20100029500A (en) * 2008-09-08 2010-03-17 국방과학연구소 A method of preparation of powdered iron for heating material in thermal battery using spray pyrolysis
KR20100119564A (en) * 2008-02-29 2010-11-09 도요 세이칸 가부시키가이샤 Fatty acid metal salt for forming ultrafine metal particle
KR101004778B1 (en) 2008-05-21 2011-01-04 순천대학교 산학협력단 Reduction Method of iron oxides and circulating fluidized reduction apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100870992B1 (en) 2007-04-04 2008-12-01 나노케미칼 주식회사 Zero Valent Fe Powders for Heat Source in Thermal Batteries And Making method of The Same
KR20100119564A (en) * 2008-02-29 2010-11-09 도요 세이칸 가부시키가이샤 Fatty acid metal salt for forming ultrafine metal particle
KR101004778B1 (en) 2008-05-21 2011-01-04 순천대학교 산학협력단 Reduction Method of iron oxides and circulating fluidized reduction apparatus
KR20100029500A (en) * 2008-09-08 2010-03-17 국방과학연구소 A method of preparation of powdered iron for heating material in thermal battery using spray pyrolysis

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101621701B1 (en) 2014-12-29 2016-05-17 고려대학교 산학협력단 Metal oxide nanoparticles and the prosess of manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140058129A (en) 2014-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Recent progress on transition metal oxides and carbon-supported transition metal oxides as catalysts for thermal decomposition of ammonium perchlorate
US10626017B2 (en) Method for synthesizing aluminum nitride and aluminum nitride-based composite material
US9409141B2 (en) Methods for synthesizing metal oxide nanowires
CN108840683B (en) Process for preparing zirconium nitride ceramic microspheres and zirconium nitride ceramic microspheres
JP2010037123A (en) Method for producing hexagonal boron nitride
KR101446840B1 (en) Manufacturing method for iron powder
Bornamehr et al. Prussian blue and its analogues as functional template materials: control of derived structure compositions and morphologies
Ianoş et al. Single-step combustion synthesis of LaAlO3 powders and their sintering behavior
JP5871211B2 (en) Method for producing Li2MSiO4
Paraschiv et al. Synthesis of nanosized bismuth ferrite (BiFeO 3) by a combustion method starting from Fe (NO 3) 3· 9H 2 O-Bi (NO 3) 3· 9H 2 O-glycine or urea systems
KR20130133376A (en) Fabrication method of low oxygen titanium powders by self-propagating high-temperature synthesis
Nikzad et al. Microwave sintering of mullite–cordierite precursors prepared from solution combustion synthesis
Ishii et al. Role of Alumina in the Preparation of Platelike NaNbO 3 Powder by Molten Salt Synthesis and Proposal of New Preparation Method
KR101153620B1 (en) Porous metal nano-powder and manufacturing method thereof
KR102114106B1 (en) Preparation of tungsten nanoparticles
JP6221752B2 (en) Ca deficient calcium silicide powder and method for producing the same
JP3854303B2 (en) Method for producing crystalline disordered layer boron nitride powder
KR101583314B1 (en) Metal iron granule and the manufacturing method of the same
KR101503295B1 (en) Fabrication method of ternary nano type Al oxide core powder by spray pyrolysis
KR20150071728A (en) Fe Powders of Heat source in Thermal Batteries and Method for Fabricating thereof
KR101928798B1 (en) Thermally conductive carbon pellet, method for preparing the same and thermally conductive member
CN110776020A (en) NiMnO of stick equipment 3Method for synthesizing nanoflower
KR101664376B1 (en) Fabrication Method of Metal Nitride Nanopowder using Solidstate Combustion Synthesis
JPH10203806A (en) Production of boron nitride powder
JP6546483B2 (en) Method of manufacturing negative thermal expansion material

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
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: 20170703

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 6