KR101471889B1 - 내산화성 페라이트계 스테인리스강, 그 제조 방법 및 이를 사용한 연료 전지 접속자 - Google Patents

내산화성 페라이트계 스테인리스강, 그 제조 방법 및 이를 사용한 연료 전지 접속자 Download PDF

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Abstract

페라이트계 스테인리스강 모재, 및 Cu 함유 스피넬 산화물을 포함하는 내산화성 페라이트계 스테인리스강이 제공된다.

Description

내산화성 페라이트계 스테인리스강, 그 제조 방법 및 이를 사용한 연료 전지 접속자{Oxidation resistant ferritic stainless steel, method of manufacturing the steel, and fuel cell interconnect using the steel}
내산화성 페라이트계 스테인리스강, 그 제조 방법 및 이를 사용한 연료 전지 접속자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 페라이트계 스테인리스강 모재의 표면에 Cu 함유 스피넬 산화물이 형성된 내산화성 페라이트계 스테인리스강, 그 제조 방법 및 이를 사용한 연료 전지 접속자에 관한 것이다.
일반적으로 페라이트계 스테인리스강은 11중량% 이상의 Cr 성분을 함유하는 스테인리스강으로서 오스테나이트계 스테인리스강에 비해 저가이며 염화물에 의한 응력부식 균열이 발생하지 않는 등의 장점을 가져 그 수요가 점차적으로 증가하고 있는 재료이다.
페라이트계 스테인리스강은 발전소 보일러 및 파이프 소재, 자동차의 배기계 부재 또는 연료 전지 접속자 등의 고온 환경하에 사용될 수 있으며 이 경우 높은 내열성과 내산화성을 겸비하여야 한다.
특히, 페라이트계 스테인리스강이 연료 전지 접속자에 사용되는 경우에는 연료전지에서 공급되는 연료와 공기를 분리하는 분리판 역할과, 단위 전지간의 연결재 역할을 동시에 하게 되어, 높은 전기전도도, 가동 온도에서의 내산화성, 연료 전지의 다른 부분과의 유사한 열팽창률 및 저렴한 가격 등의 특성이 요구된다. 기존에는 고온에서 안정성이 뛰어난 그래파이트, Cr-5Fe-1Y2O3가 도핑된 LaCrO3 등 세라믹 소재들이 연료 전지 접속자 소재로 주로 고려되었으나, 가공성 등의 문제로 금속계 소재들이 주로 고려되고 있다. SOFC의 경우에는 대부분 인코넬 등의 니켈 기초합금이 주로 사용되고 있었으나 가격 문제로 실제 상업적 사용이 어려워 최근에는 철강계열의 페라이트계 스테인리스강의 사용이 적극 연구되고 있다.
페라이트계 스테인리스강에서 C, N, O 등의 불순물을 저하시키고 Cr, Ni, Co, Zr, 희토류 금속 등의 안정적인 산화층을 형성하는 합금 원소를 첨가하여 내산화성을 향상시키는 방법이 주로 사용되고 있다.
대한민국 특허공개공보 제2006-0096989호에는, 페라이트계 스테인레스강의 고온 내산화성을 증가시키기 위한 목적으로, 알루미늄, 하나 이상의 희토류 금속 및 16~30 중량% 미만의 크롬을 포함하는 페라이트계 스테인레스강을 제공하는 단계(여기서 희토류 금속의 총 중량은 0.02 중량% 이상임) 및 고온에서 산화대기에 도입되는 경우 변형된 표면이 전기 전도성, 알루미늄-풍부, 크롬 및 철을 포함하며 Fe2O3, 알파 Cr2O3 및 알파 Al2O3와 다른 헤머타이트 구조를 갖는 내산화성 산화물 스케일을 발현하도록 페라이트계 스테인레스강의 하나 이상의 표면을 변형하는 단계를 포함하는 내산화성 표면을 갖는 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법이 개시되어 있다.
대한민국 특허공개공보 제2005-0093421호에는, 우수한 전기전도성과 매우 향상된 내부식성을 가지는 연료전지용 분리판을 제공하기 위한 목적으로, 적어도 하나의 금속 원소 M을 함유하는 금속기판; 및 상기 금속기판의 표면에 형성되어 있으며, LaMxO3 (x= 0~1)로 표시되는 적어도 하나의 전도성 산화물을 함유하는 표면층을 갖는 연료전지용 금속제 분리판이 개시되어 있다.
대한민국 특허공개공보 제20100120401호에는, 고온의 산화 분위기에서 기재의 표면에 도전성이 우수한 산화물을 형성할 수 있는 고체 산화물 연료 전지용 분리판을 제공하기 위한 목적으로, ⅰ) 페라이트계 스테인리스 강으로 제조된 기재와 ⅱ) 기재 위에 형성되며, Ni과 Cu 중 어느 하나를 포함하는 제1 코팅층과 ⅲ) 제1 코팅층 위에 형성되며, 희토류 금속을 포함하는 제2 코팅층을 포함하는 고체 산화물 연료 전지용 분리판이 개시되어 있다.
대한민국 특허공개공보 제2011-0094048호에는, 연료 전지용 세퍼레이터에 요구되는 도전성ㅇ내식성 및 내구성도 확보할 수 있는 연료 전지용 세퍼레이터 재료를 제공하기 위한 목적으로, 스테인리스강 기재의 표면에, Al, Cr, Co, Ni, Cu, Mo, Sn 및 Bi로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 금속으로 이루어지는 제1성분과 Au의 합금층, 또는 Au 단독층이 형성되고, 합금층 또는 Au 단독층과 스테인리스강 기재 사이에, 제1성분을 20 질량％ 이상 함유하며, O를 20 질량％ 이상 50 질량％ 미만 함유하는 중간층이 존재하고, 합금층 또는 Au 단독층에 있어서, 최표면으로부터 하층을 향하여 두께 1㎚ 이상이며 Au 40 질량％ 이상인 영역, 혹은 최표면으로부터 하층을 향하여 두께 3㎚ 이상이며 Au 10 질량％ 이상 40 질량％ 미만인 영역을 갖고, 또는 Au 단독층은 두께 1㎚ 이상인 연료 전지용 세퍼레이터 재료가 개시되어 있다.
그러나, 상기 특허들은 Mo, Al 및 희토류 금속 등을 추가하거나 기재 위에 코팅층이나 합금층을 도포하는 것이어서 페라이트계 스테인리스강의 내산화성은 높일 수 있으나, 페라이트계 스테인리스강의 강도가 낮아지거나 가공성이 불량해질 수 있고 한편으로 내산화성 원소의 첨가로 인해 경제적으로 불리한 측면이 있다.
한편, Cr 함량이 높은 스테인리스강을 연료전지용 접속자로 사용하는 경우, 연료전지 작동중 Cr이 휘발되어 연료전지의 양극쪽에 달라붙으면서 연료전지의 전지 성능을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 종래에는 코팅 등을 통하여 이러한 문제를 해결하여 왔으나, 유로(flow channel) 설계 과정에서 형상이 복잡해지는 접속자의 특성상 코팅이 용이하지 않을 수 있다.
대한민국 특허공개공보 제2006-0096989호 대한민국 특허공개공보 제2005-0093421호 대한민국 특허공개공보 제20100120401호 대한민국 특허공개공보 제2011-0094048호
본 발명은 내산화성 및 전기 전도도가 향상된 내산화성 페라이트계 스테인리스강을 제공하고, 상기 내산화성 페라이트계 스테인리스강 제조방법 및 이를 사용한 연료 전지 접속자를 제공하는 것이다.
한 측면에 따라, Fe 원소, Cr 원소, Mn 원소 및 Cu 원소를 포함하는 페라이트계 스테인리스강 모재; 및 Cu 원소, 및 Mn과 Cr중 1종 이상의 원소를 포함하는 스피넬 구조의 산화물을 포함하는 내산화성 페라이트계 스테인리스강이 제공된다.
상기 Cu 원소의 함량은 상기 페라이트 스테인리스강 모재 중 1.5 내지 7.5중량%일 수 있다.
상기 페라이트계 스테인리스강 모재는 Al 원소, Ti 원소, C 원소 및 N 원소를 더 포함할 수 있다.
상기 페라이트계 스테인레스강 모재는 10 내지 30중량%의 Cr 원소; 0.3중량% 이하의 Al 원소; 0.1 내지 2.0중량%의 Mn 원소; 0.02 내지 0.5중량%의 Ti 원소; 0.2중량% 이하의 C 원소; 0.1중량% 이하의 N 원소; 0.01 내지 0.5중량%부의 La 원소 및 나머지의 Fe 원소로 이루어질 수 있다.
상기 Cu 함유 스피넬 산화물은 (Cu,Cr)3O4로 표시되는 산화물 및 (Cu,Mn)3O4로 표시되는 산화물 중 적어도 1종을 포함할 수 있다.
상기 Cu 함유 스피넬 산화물은 CuCr2O4로 표시되는 산화물 및 Cu1.3Mn1.7O4로 표시되는 산화물 중 적어도 1종을 포함할 수 있다.
상기 Cu 함유 스피넬 산화물은 CuCr2O4로 표시되는 산화물을 포함할 수 있다.
다른 한 측면에 따라, Fe, Cr, Mn 및 Cu 원소를 포함하는 페라이트계 스테인리스강 모재를 제공하는 단계; 및 상기 모재를 600 내지 800℃ 온도로 열처리하여 상기 페라이트계 스테인레스강 모재에 Cu 원소, 및 Mn과 Cr중 1종 이상의 원소를 포함하는 스피넬 구조의 산화물을 형성하는 단계를 포함하는 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 제조방법이 제공된다.
상기 열처리는 10분 내지 500시간 동안 수행할 수 있다.
또 다른 한 측면에 따라, 상기 설명한 내산화성 페라이트계 스테인리스강을 포함하는 연료 전지 접속자가 제공된다.
또 다른 한 측면에 따라, 애노드, 전해질 및 캐소드로 이루어진 단위 전지 및 상기 단위 전지를 연결하는 상기 설명한 연료 전지 접속자를 포함하는 연료 전지가 제공된다.
본 발명에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강은 상온 강도, 고온 강도 및 고온 피로 강도가 증가되어 연료 전지 접속자로 사용시 보다 높은 온도에서 오랜 기간 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강은 내산화성 및 전기 전도도가 향상되어 연료 전지용 접속자로 사용하는 경우 연료 전지의 셀 성능이 우수하고 Cr 휘발성이 감소된다.
도 1은 실시예 1에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강 및 비교예 1에 따른 페라이트계 스테인리스강의 표면에 형성된 산화물의 SEM 사진이다.
도 2는 실시예 1에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 표면에 형성된 산화물의 SEM 사진과 에너지 분광분석법(Energy Dispersive Spectroscopy: EDS)을 이용하여 라인스캔법으로 측정한 각 원소들의 함량 변화를 함께 도시한 것이다. 여기서, 빨간색 선은 O 원소를 나타내고, 노란색 선은 Cr 원소를 나타내고, 녹색 선은 Mn을 나타내고, 파란색 선은 Fe를 나타내고, 보라색 선은 Cu를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 어느 한 지점의 단면을 EDS 라인 스캔 분석한 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 다른 한 지점의 단면을 EDS 라인 스캔 분석한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 표면에 존재하는 Cu 함유 스피넬 산화물의 조성을 분석하기 위해 스펙트럼 1 및 2 지점을 선택한 것을 도시한 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 또 다른 한 지점의 단면을 EDS 맵핑 분석한 결과를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 비교예 1에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 어느 한 지점의 단면을 EDS 맵핑 분석한 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강 및 비교예 1에 따른 페라이트계 스테인리스강의 인장 강도를 측정한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강 및 비교예 1에 따른 페라이트계 스테인리스강의 저주기 피로 강도를 측정한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강 및 비교예 1에 따른 페라이트계 스테인리스강의 내산화성을 측정한 그래프이다.
도 11은 실시예 1에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강 및 비교예 1에 따른 페라이트계 스테인리스강의 전기 전도도를 측정한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 구현예에 따른 연료 전지를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 구현예에 따른 내산화성 페라이트 스테인리스강의 Cr 휘발성을 시험하기 위한 시편 형태를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에 따른 페라이트 스테인리스강의 Cr 증발율을 나타낸 그래프이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강은 Fe 원소, Cr 원소, Mn 원소 및 Cu 원소를 포함하는 페라이트계 스테인리스강 모재; 및 Cu 원소, 및 Mn과 Cr중 1종 이상의 원소를 포함하는 스피넬 구조의 산화물을 포함한다.
Cu 원소는 전기 전도도가 우수하여 Cu 원소를 포함하는 페라이트계 스테인리스강은 전기 전도도가 증가된다. Cu 원소는 모재 내에 고용 형태 또는 석출물 형태로 존재하면서 모재의 강도를 증가시킨다. 또한, Cu 원소를 함유한 스피넬 구조의 산화물은 Cu 원소를 함유하지 않은 망간 및/또는 크롬계 산화물 대비 전기 전도도가 약 20~10,000배 높아 Cu 원소를 함유한 스피넬 구조의 산화물을 포함하는 내산화성 페라이트계 스테인리스강은 전기 전도도가 크게 향상된다. 또한, Cu 원소 함유 스피넬 구조의 산화물은 연료 전지에 사용되는 무기물들과 유사한 열팽창률 값(약 11 X 10-6~13 X 10-6/℃)을 가져 연료 전지용 접속자로 사용시 높은 온도에서 동일한 부피 팽창을 하게 된다. 또한 연료 전지 작동시 Cr의 휘발성을 감소시켜 연료 전지의 셀 성능 저하를 방지할 수 있다.
상기 Cu 원소는 상기 페라이트계 스테인리스강 모재중 1.5 내지 7.5중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 범위내에 있을 경우 Cu 원소 함유 스피넬 구조의 산화물이 효과적으로 생성될 수 있으며, 전기전도도, 강도 및 내산화성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 얻을 수 있다. 예컨대, 상기 범위내에 있을 경우 열간압연시 Cu 함량 과다에 따른 액상의 출현으로 인한 파괴를 방지할 수 있고, 재결정 열처리시 Cu 상이 과다하게 석출되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, Cu 원소는 상기 페라이트계 스테인리스강 모재중 1.5 내지 3.4 중량%일 수 있다. Cu 원소의 함량이 상기 범위 내에 있으면, Cu 상의 석출물이 페라이트 스테인리스강 모재에 미세하게 형성되어 Cu 첨가에 의한 강도 증가 효과가 좋게 발현된다.
상기 페라이트계 스테인리스강 모재는 Al 원소, Ti 원소, C 원소 및 N 원소를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 페라이트계 스테인리스강 모재는 10 내지 30중량%의 Cr 원소; 0.3중량% 이하의 Al 원소; 0.1 내지 2.0중량%의 Mn 원소; 0.02 내지 0.5중량%의 Ti 원소; 0.2 중량% 이하의 C 원소; 0.1 중량% 이하의 N 원소; 0.01 내지 0.5 중량%의 La 원소; 1.5 내지 7.5중량%의 Cu 원소; 및 나머지의 Fe 원소로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Cr은 내식성을 확보하기 위한 필수 원소로서, 10 내지 30중량% 함유될 수 있는데, Cr의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우에 내식성, 가공성, 제조성 및 제조 비용 등이 만족스러운 수준에 도달할 수 있다. Al은 탈산 원소로서, 0.005 내지 0.3중량% 함유될 수 있데, Al의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우에 가공성 및 인성 등이 만족스러울 수 있다. Mn은 고용 강화 원소로서, 0.02 내지 0.5중량% 함유될 수 있는데, Mn의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우에 가공성 및 제조 비용 등이 만족스러울 수 있다. Ti는 C나 N을 고정하여 연질화를 도모하고 연신율을 향상시키기 위한 원소로서, 0.02 내지 0.5중량% 함유될 수 있는데, Ti의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우에 연신성, 가공성 및 제조 비용 등이 만족스러울 수 있다. C는 가공성 및 방청성을 열화시키는 원소로서, 0.002 내지 0.2 중량% 함유될 수 있는데, C의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우에 방청성 및 정련 비용 등이 만족스러울 수 있다. N은 0.001 내지 0.1중량% 함유될 수 있는데, N의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우에 가공성 등이 만족스러울 수 있다. La는 내산화성을 증가시키는 란타노이드계(lanthanoids) 희토류 원소로서, 0.01 내지 0.5 중량% 함유될 수 있는데, La의 함량이 너무 많아지면 강의 가공성을 해칠 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강에 포함되는 스피넬 구조의 산화물은 모재 표면 및/또는 내부에 존재할 수 있다.
상기 스피넬 구조의 산화물은 (Cu,Cr)3O4로 표시되는 산화물 및 (Cu,Mn)3O4로 표시되는 산화물 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 스피넬 구조의 산화물은 CuCr2O4로 표시되는 산화물 및 Cu1.3Mn1.7O4로 표시되는 산화물 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 또는 상기 스피넬 구조의 산화물은 CuCr2O4로 표시되는 산화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 제조방법은 Fe, Cr, Mn 및 Cu 원소를 포함하는 페라이트계 스테인리스강 모재를 제공하는 단계; 및 상기 모재를 600 내지 800℃ 온도로 열처리하여 상기 페라이트계 스테인레스강 모재에 Cu 원소, 및 Mn 원소와 Cr 원소중 1종 이상을 포함하는 스피넬 구조의 산화물을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 Cu 원소를 포함하는 페라이트계 스테인리스강 모재를 제공하는 단계는 Fe, Cr, Mn, Cu 및 선택적으로 Al, Ti, C, N, 및 La중 1종 이상의 금속 혼합물을 진공 유도 용해시킨 다음, 균질화 열처리, 단조, 열간 압연, 냉간 압연 및 열처리(재결정화)하는 단계를 포함하는 통상적인 방법으로 행해질 수 있다. 상기 재결정화를 위한 열처리는 5분 내지 1시간동안 행해질 수 있다.
상기 스피넬 구조의 산화물을 형성하는 열처리에 의해 Cu는 고용된 상태 또는 석출물 형태로 존재하다가 일부가 열팽창계수가 모재와 유사한 값을 가지는 (Cu,Cr)3O4로 표시되는 산화물 내지 (Cu,Mn)3O4로 표시되는 산화물을 형성할 수 있다. 예를 들면, CuCr2O4로 표시되는 산화물 및 Cu1.3Mn1.7O4로 표시되는 산화물 중 1종 이상의 산화물을 형성할 수 있다. 고용된 상태 또는 석출물 형태로 존재하는 Cu에 의해 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 고온 강도나 피로 강도 등이 향상될 수 있다.
예를 들면, 상기 열처리는 10분 내지 500시간, 예를 들어 1시간 내지 100시간 동안 수행할 수 있다. 열처리 시간이 상기 범위 내에 있는 경우 Cu 함유 스피넬 구조의 산화물이 만족스러운 수준으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 연료 전지 접속자는 상기 설명한 내산화성 페라이트계 스테인리스강을 포함한다.
상기 내산화성 페라이트계 스테인리스강을 포함하는 연료 전지 접속자는 연료 전지 작동 온도인 600~800℃에서 Cu 원소가 고용 강화 또는 석출 강화 효과를 나타내면서 고온 강도 및 피로 강도가 우수하고, Cu 함유 스피넬 산화물의 존재로 인해 내산화성이 증가하고 전기 전도도도 향상하게 된다.
또한, Cu 함유 스피넬 산화물이 형성된 내산화성 페라이트 스테인리스강을 포함하는 연료 전지 접속자의 경우 Cr의 휘발성을 감소시켜 연료전지 작동시에 Cr이 양극에 증착되어 셀 성능을 저하시키는 것을 억제할 수 있다. 이론에 의해 제한되는 것은 아니지만, Cu를 포함하는 복합 산화물을 형성할 경우 종래의 산화물보다 각 원소들의 활성이 낮아져 Cr의 기체상인 CrO3의 증기압도 낮아지게 되고 따라서 Cr의 휘발성이 감소하는 것으로 볼 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강이 연료 전지 접속자로 사용되는 경우, 페라이트계 스테인리스강 모재만을 연료 전지에 설치하면 연료 전지 작동중에 Cu를 포함하는 복합 산화물이 형성되어 원하는 연료 전지 접속자로서의 성능을 발휘할 수 있다. 또는 페라이트계 스테인리스강 모재를 미리 열처리(preoxidation)하여 페라이트계 스테인리스강 모재에 Cu를 포함하는 복합 산화물을 미리 형성한 상태로 연료 전지에 설치하면 연료 전지 작동중에 Cu를 포함하는 복합 산화물이 추가로 형성되어 마찬가지로 원하는 연료 전지 접속자로서의 성능을 발휘할 수도 있다.
이하에서, 본 발명의 실시예를 들어 본 발명의 일 구현예에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강에 대하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 단, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
Fe-23Cr-0.02Al-0.4Mn-0.05Ti-0.01C-0.007N-0.1La-1.8Cu의 조성을 가지는 페라이트계 스테인리스강 모재를 준비하였다. Fe 4459.76g, Cr 1350.80g, Al 1.12g, Mn 24.77g, Ti 4.38g, C 0.6g, Fe-7.75N-60Cr 합금 64.52g, La 5.85g, Cu 108.54g을 혼합하여 총 6kg의 금속 혼합물을 준비하였다. 상기 혼합물을 ULVAC사의 FMI-1-158 진공유도용해로를 이용하여 진공 유도 용해시킨 다음, 1150℃ 온도에서 24시간 동안 균질화 열처리하고, 1150℃ 온도에서 37㎜ 두께로 단조하였다. 이어서, 1050℃ 온도에서 열간 압연(50% 열연)하고, 상온에서 냉간 압연(80% 냉연)한 다음, 900℃ 온도에서 5분 동안 열처리(재결정화)하여 시편 1을 제작하였고, 이 시편을 800℃ 온도에서 100시간동안 추가적인 산화열처리를 진행하여 시편 3을 제작하였다.
비교예 1
Fe-23Cr-0.02Al-0.4Mn-0.05Ti-0.01C-0.007N-0.1La의 조성을 가지는 페라이트계 스테인리스강 모재를 준비하였다.
Fe 4567.87g, Cr 1350.80g, Al 1.12g, Mn 24.77g, Ti 4.38g, C 0.6g, Fe-7.75N-60Cr 합금 64.52g, La 5.85g을 혼합하여 총 6kg의 금속 혼합물을 준비하였다. 상기 혼합물을 ULVAC사의 FMI-1-158 진공유도용해로를 이용하여 진공 유도 용해시킨 다음, 1150℃ 온도에서 24시간 동안 균질화 열처리하고, 1150℃ 온도에서 37㎜ 두께로 단조하였다. 이어서, 상기 페라이트계 스테인리스강 모재를 1050℃ 온도에서 열간 압연(50% 열연)하고, 상온에서 냉간 압연(80% 냉연)한 다음, 900℃ 온도에서 5분 동안 열처리(재결정화)하여 시편 2를 제작하였고, 이 시편을 800℃ 온도에서 100시간동안 추가적인 산화열처리를 진행하여 시편 4를 제작하였다.
평가예
실시예 1에서 얻은 시편 1과 비교예 1에서 얻은 시편 2를 800℃ 온도에서 100시간동안 산화 열처리를 진행한 시편 3과 시편 4의 표면에 대해서 SEM 사진을 측정하여, 도 1에 나타내었다. 도 1을 참조하면, 시편 3의 SEM 사진(좌측 사진)에서는 표면에 존재하는 산화물층에서 Cu가 관찰된다. 이것이 Cu 함유 스피넬 산화물이다. Cu 함유 스피넬 산화물은 시편 3의 표면 여러 곳에서 관찰된다. 한편, 시편 4의 SEM 사진(우측 사진)에서는 표면에 산화물층이 존재하는 것은 관찰되지만 Cu 함유 스피넬 산화물이 관찰되지 않는다. 시편 4의 표면에 존재하는 입자들은 망간계 내지 크롬계 산화물로서 (Mn, Cr)3O4로 표시되는 산화물이다.
실시예 1에서 얻은 시편 1 을 800℃에서 100시간동안 산화열처리한 시편 3의 표면에 대해 SEM 내부에서 전자빔을 분홍색 선을 따라 이동시키면서 에너지 분광분석법을 이용하여 산화물층의 성분을 분석하고 이것을 SEM 사진과 함께 도 2에 나타내었다. 도 2를 참조하면, 각 산화물층의 성분들은 각 위치에 따라 변하게 되는데 좌측 시작점을 기준으로 가장 위의 노란색 선은 Cr의 성분의 변화를, 그 다음의 빨간색 선은 O 성분의 변화를, 그 다음의 파란색 선은 Fe 성분의 변화를, 그 다음의 녹색 선은 Mn 성분의 변화를, 마지막 보라색 선은 Cu 성분의 변화를 나타낸다. 이 때 Cu 성분의 변화만을 확대해서 스펙트럼의 형태로 도 2의 하단부에 나타내었는데, 특정 산화물 입자에서 Cu 성분이 크게 나타내고 있는 것을 보아 Cu가 다량 함유된 산화물이 표면에 형성되고 있는 것을 확인할 수 있다.
실시예 1에 따른 시편 1을 800℃에서 100시간 동안 산화열처리한 시편 3의 어느 한 지점에서 절단하여 단면 EDS Line Scan 분석한 결과를 도 3a에 나타내었다. 도 3a에서 왼쪽에서 오른쪽 방향이 모재층에서 산화물 표면층 방향이다. 도 3b는 도 3a에서 산소와 구리의 위치별 강도만 나타낸 그래프이다. 도 3b에서 보듯이, Cu가 산화물층의 내부에 많이 분포되어 있음을 확인할 수 있다. 또한 도 3a에서 Cu와 Cr의 경향성이 같이 움직이고 있어 CuCr2O4 산화물이 형성되었음을 알 수 있다.
실시예 1에 따른 시편 1을 800℃에서 100시간 동안 산화열처리한 시편 3을 다른 한 지점에서 절단하여 단면 EDS Line Scan 분석한 결과를 도 4a에 나타내었다. 도 4a에서 왼쪽에서 오른쪽 방향이 모재층에서 산화물 표면층 방향이다. 도 4b는 도 4a에서 산소와 구리의 위치별 강도만 나타낸 그래프이다. 도 4b에서 보듯이, Cu가 산화물층의 표면부에 많이 분포되어 있음을 확인할 수 있다. 또한 도 4a에서 Cu와 Mn의 경향성이 같이 움직이고 있어 (Cu,Mn)3O4 산화물이 형성되었음을 알 수 있다.
실시예 1에 따른 시편 1을 800℃에서 100시간 동안 산화열처리한 시편 3의 표면에 존재하는 Cu 함유 스피넬 산화물에 대해 원자%를 계산하여 산화물의 조성을 분석하였다. 도 5를 참조하면, 시편 3의 표면에서 Cu 함유 스피넬 산화물이 존재하는 지점(스펙트럼 1 및 2 지점)에 대해 먼저 원자%를 계산하였다. 스펙트럼 1 지점에서는 산화물의 총중량을 100이라고 하면, O는 42.19, Cr은 55.58, Mn은 1.19, Cu는 1.04인 것이 계산되었다. 스펙트럼 2 지점에서는 산화물의 총중량을 100이라고 하면, O는 27.71, Cr은 45.49, Mn은 0.86, Cu는 25.94인 것이 계산되었다. 이것을 원자%로 환산하면, 스펙트럼 1 지점에서는 O는 70.43, Cr은 28.55, Mn은 0.58, Cu는 0.44가 되고, 스펙트럼 2 지점에서는 O는 57.15, Cr은 28.86, Mn은 0.52, Cu는 13.47이 된다. 즉, 스펙트럼 1 지점에는 Cr이 다량 함유된 산화물이 형성되고, 스펙트럼 2 지점은 Cu가 함유된 CuCr2O4 산화물이 형성되고 있다. 도 6은 실시예 1에 따른 시편 1을 800℃에서 100시간 동안 산화열처리한 시편 3의 또다른 지점에서 절단하고 단면을 EDS 맵핑 분석한 결과를 나타낸 도면이다. 도 6에서 보듯이, 산화물층이 Cr, Mn, Cu 등이 혼합된 형태로 형성되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 이 지점에서는 Cu의 분포가 Mn의 분포와 거의 일치하여 (Cu, Mn)3O4 형태의 산화물을 형성하고 있음을 알 수 있다.
도 7은 비교예 1에 따른 시편 3을 800℃에서 100시간 동안 산화열처리한 시편 4를 어느 한 지점에서 절단하고 단면을 EDS 맵핑 분석한 결과를 나타낸 도면이다. 도 7에서 보듯이, 산화물층에 Cu는 전혀 관찰되지 않았고, Cr, Mn 등이 혼합된 형태로 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.
실시예 1에 따른 시편 1과 비교예 1에 따른 시편 2에 대해 인장 강도를 평가하기 위하여 인스트론 기계를 사용하여 인장 강도를 측정하고 이것을 도 8에 나타내었다. 도 8을 참조하면, 시편 1의 경우 실온에서 항복 응력 값은 350MPa 근처이고 최대 응력 값은 400MPa을 초과하는 것을 알 수 있으며, 보다 높은 온도인 600℃와 700℃에서는 응력이 감소하는 것을 알 수 있다. 한편, 시편 2의 경우 실온에서 항복 응력 값은 300MPa보다 낮고 최대 응력 값은 400MPa 미만인 것을 알 수 있다. 즉, 동일한 온도에서 시편 1과 시편 2의 강도를 비교하면, 시편 1의 강도가 더 높은 것을 알 수 있다. 구체적으로, 실온에서는 시편 1의 응력이 시편 2 대비 10% 가량 더 높고, 600℃에서는 시편 1의 응력이 시편 2 대비 64% 가량 높으며, 700℃에서는 시편 1의 응력이 시편 2 대비 93% 정도 높았다. 따라서, 시편 1은 시편 2에 비해 인장 강도가 크게 향상된 것을 알 수 있다.
실시예 1에 따른 시편 1과 비교예 1에 따른 시편 2에 대해 피로 강도를 평가하기 위하여 저주기 피로법으로 파괴 시험을 하고 이것을 도 9에 나타내었다. 도 9를 참조하면, 시편 1의 경우 최대 피로 강도가 실온에서는 약 350MPa이고, 600℃에서는 약 230MPa이고, 700℃에서는 약 130MPa인 것을 알 수 있다. 한편, 시편 2의 경우에는 최대 피로 강도가 실온에서 약 320MPa이고, 600℃에서는 약 120MPa이고, 700℃에서는 약 80MPa인 것을 알 수 있다. 즉, 시편 1의 피로 강도는 시편 2 대비 실온에서 약 13% 증가하고, 600℃에서 약 87% 증가하고, 700℃에서 약 90% 증가하였다. 따라서, 시편 1은 시편 2에 비해 피로 강도가 크게 향상된 것을 알 수 있었다.
실시예 1에 따른 시편 1과 비교예 1에 따른 시편 2에 대해 내산화성을 평가하기 위하여 800℃ 온도에서 200 시간이 경과할 때까지 시간에 따른 질량 증가를 측정하고, 이것을 도 6에 나타내었다. 도 10을 참조하면, 시편 1의 경우 200 시간 후 질량 증가는 0.18022㎎/㎠인 것으로 측정되었고, 시편 2의 경우는 200 시간 후 질량 증가가 0.23183㎎/㎠인 것으로 측정되었다. 따라서, 시편 1의 내산화성은 시편 2에 비해 약 22% 향상된 것을 알 수 있다.
실시예 1에 따른 시편 1과 비교예 1에 따른 시편 2에 대해 전기 전도도를 평가하기 위하여 면저항(ASR)을 측정하고 이것을 도 11에 나타내었다. 도 11을 참조하면, 시편 1의 경우 800℃에서 면저항은 0.0017Ω/㎠이었고, 시편 2의 경우 800℃에서 면저항이 0.0022Ω/㎠이었다. 면저항은 전기 전도도와 역의 관계에 있으므로 면저항이 더 낮다는 것은 전기 전도도가 더 높다는 것을 의미한다. 따라서, 시편 1의 전기 전도도는 시편 2에 비해 약 30% 향상된 것을 알 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따른 연료 전지는 애노드, 전해질 및 캐소드로 이루어진 단위 전지 및 상기 단위 전지를 연결하는 상기 설명한 연료 전지 접속자를 포함한다. 도 12를을 참조하면, 연료 전지는 애노드, 전해질 및 캐소드로 이루어진 단위 전지를 여러 개 포함하고, 접속자가 상기 여러 개의 단위 전지들을 양쪽에서 연결해 주고 있다. 이미 설명한 바와 같이, 상기 접속자는 Fe 원소, Cr 원소, Mn 원소 및 Cu 원소를 포함하는 페라이트계 스테인리스강 모재, 및 상기 모재의 표면에 형성되고, Cu 원소, 및 Mn과 Cr중 1종 이상의 원소를 포함하는 스피넬 구조의 산화물을 포함하는 내산화성 페라이트계 스테인리스강을 포함하는 것이다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 Cr 휘발성 억제 효과를 살펴보기 위하여, 상기 실시예 1 및 비교예 1에서 얻은 시편을 도 13에 나타낸 것과 같은 크기와 형상으로 각각 제조하였다.
상기 제조한 시편을 800℃로 가열하고, 가열된 시편에 상온의 포화 수증기량의 60%의 수분을 함유한 공기를 흘리면서 이 때 휘발되어 날아가는 Cr을 다공성 세라믹인 Raschig ring을 통해 100시간동안 포집하였다. 포집된 Cr을 염산에 담가 용해시키고 이 용액을 ICP법(Varian VISTA 720-ES Simultaneous ICP-OES 장비)으로 정량분석하였다.
상기 실험을 5차례 실시하고 평균한 결과를 도 14에 나타내었다. 도 14에서 보듯이 실시예 1의 페라이트계 스테인리스강의 경우 Cu 산화물을 포함하지 않는 비교예 1에 비해 Cr 휘발 정도가 16% 감소하였음을 알 수 있다.
본 발명에 대하여 상기 실시예를 참조하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사항에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (16)

10 내지 30 중량%의 Cr 원소; 0.3 중량% 이하의 Al 원소; 0.1 내지 2.0 중량%의 Mn 원소; 0.02 내지 0.5 중량%의 Ti 원소; 0.2 중량% 이하의 C 원소; 0.1 중량% 이하의 N 원소; 0.01 내지 0.5 중량%의 La 원소; 1.5 내지 7.5중량%의 Cu 원소; 및 나머지의 Fe 원소로 이루어지는 페라이트계 스테인리스강 모재, 및
(Cu,Mn)3O4로 표시되는 산화물을 포함하는 스피넬 구조의 산화물
을 포함하는 내산화성 페라이트계 스테인리스강.
삭제
제1항에 있어서,
상기 Cu 원소는 상기 페라이트계 스테인레스강 모재중 1.5 내지 3.4 중량%의 양으로 포함되는 내산화성 페라이트계 스테인리스강.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 스피넬 구조의 산화물이 (Cu,Cr)3O4로 표시되는 산화물을 더 포함하는 내산화성 페라이트계 스테인리스강.
제1항에 있어서,
상기 스피넬 구조의 산화물이 CuCr2O4로 표시되는 산화물 및 Cu1.3Mn1.7O4로 표시되는 산화물 중 적어도 1종을 포함하는 내산화성 페라이트계 스테인리스강.
삭제
10 내지 30 중량%의 Cr 원소; 0.3 중량% 이하의 Al 원소; 0.1 내지 2.0 중량%의 Mn 원소; 0.02 내지 0.5 중량%의 Ti 원소; 0.2 중량% 이하의 C 원소; 0.1 중량% 이하의 N 원소; 0.01 내지 0.5 중량%의 La 원소; 1.5 내지 7.5중량%의 Cu 원소; 및 나머지의 Fe 원소로 이루어지는 페라이트계 스테인리스강 모재를 제공하는 단계; 및
상기 모재를 600℃ 내지 800℃ 온도로 열처리하여 상기 페라이트계 스테인리스강 모재에 (Cu,Mn)3O4로 표시되는 산화물을 포함하는 스피넬 구조의 산화물을 형성하는 단계
를 포함하는 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 제조방법.
삭제
제9항에 있어서,
상기 Cu 원소는 상기 페라이트계 스테인레스강 모재중 1.5 내지 3.4중량%의 양으로 포함되는 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 제조방법.
삭제
삭제
제9항에 있어서,
상기 열처리는 10분 내지 500시간 동안 수행하는 내산화성 페라이트계 스테인리스강의 제조방법.
제1항, 제3항 및 제6항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 내산화성 페라이트계 스테인리스강을 포함하는 연료 전지 접속자.
애노드, 전해질 및 캐소드로 이루어진 단위 전지 및
상기 단위 전지를 연결하는 제15항에 따른 연료 전지 접속자
를 포함하는 연료 전지.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP3712733B2 (ja) * 1995-03-15 2005-11-02 セラミック・フューエル・セルズ・リミテッド 燃料電池インタコネクタデバイス
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3712733B2 (ja) * 1995-03-15 2005-11-02 セラミック・フューエル・セルズ・リミテッド 燃料電池インタコネクタデバイス
KR20080097459A (ko) * 2006-02-18 2008-11-05 포르슝스젠트룸 율리히 게엠베하 내크리프성 페라이트 강철
JP2010202490A (ja) * 2009-02-04 2010-09-16 Ngk Insulators Ltd スピネル構造を有する遷移金属酸化物の製造方法
JP2011099159A (ja) * 2009-11-09 2011-05-19 Ngk Insulators Ltd コーティング体

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