KR101844884B1 - Al-CNT 복합 소재의 제조방법 - Google Patents

Al-CNT 복합 소재의 제조방법 Download PDF

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KR101844884B1 KR1020160138303A KR20160138303A KR101844884B1 KR 101844884 B1 KR101844884 B1 KR 101844884B1 KR 1020160138303 A KR1020160138303 A KR 1020160138303A KR 20160138303 A KR20160138303 A KR 20160138303A KR 101844884 B1 KR101844884 B1 KR 101844884B1
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이현진
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Abstract

본 발명은 Al-CNT 복합 소재의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 Al-CNT 복합 소재에 관한 것으로서, Al-CNT 복합 소재의 제조방법은, 전체 100중량% 중, 일정 중량%의 CNT를 포함하는 Al-CNT 조성물을 조성하는 단계; 상기 Al-CNT 조성물을 이용하여 복합 분말로 제조하는 단계; 상기 복합 분말을 압출하는 단계; 상기 압출된 압출재를 냉간 압연하는 단계; 상기 냉간 압연된 압연재를 설정 온도 범위에서 설정 시간 동안 열처리 하는 중간 열처리 단계; 상기 중간 열처리된 압연재를 인발하는 단계; 및 상기 인발된 인발재를 설정 온도 범위에서 설정 시간 동안 열처리 하는 최종 열처리 단계를 포함하고, 이러한 제조방법에 의해 제조된 Al-CNT 복합 소재는 최대 인장강도는 270MPa 이상이며, 전기전도도는 60%IACS 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

Al-CNT 복합 소재의 제조방법{Method for manufacturing Al-CNT composites}
본 발명은 Al-CNT 복합 소재의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 Al-CNT 복합 소재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스 분무법에 의해 제조된 Al-CNT 복합 분말을 이용하여 압출, 압연 및 인발 공정을 수행함으로써, 우수한 인장강도와 전기전도도의 특성을 지닌 Al-CNT 복합 소재를 제조하기 위한 방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 Al-CNT 복합 소재에 관한 것이다.
최근 전 세계적인 기후 변화와 이에 따른 환경 규제의 강화로 인하여 대표적인 수송기계 산업인 자동차의 경우에도 새로운 소재 기술의 개발이 필요한 실정이며, 이에 대응하기 위하여 경량화 및 고효율화를 갖춘 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다.
특히, 자동차 전선의 경우 이러한 경량화를 통해 연비 규제에 적극 대응하고 있으며, 자동차 산업의 선진국은 이미 기존에 사용되던 구리(Cu) 전선을 대신하여 알루미늄(Al) 전선을 배터리나 도어 측에 채용하고 있으며, 이는 향후 더 많은 영역으로 확대될 전망이다.
따라서, 기존에 사용되던 구리 전선은 알루미늄 전선으로 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
그런데, 알루미늄 전선의 경우 기존에 사용되던 구리 전선 보다 낮은 전기전도도와 낮은 인장강도를 갖는 특성으로 인하여 현재까지는 1xxx계 및 8xxx계의 Al 합금을 이용하여 소량의 철(Fe), 마그네슘(Mg), 규소(Si) 등의 원소를 첨가하여 그 물성을 향상시켜왔으나, 점차적으로 증가하는 요구 물성으로 인하여 보다 우수한 특성을 갖는 혁신적인 핵심 소재의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
이에, 최근에는 높은 전기전도도 특성을 갖춘 CNT(Carbon nanotube, 탄소 나노튜브)를 이용하여 알루미늄(Al)과 복합화 함으로써, 강도 및 전기전도도의 향상을 도모하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
그러나, 최근에 진행되고 있는 Al과 CNT의 복합화 시도는 대부분 분자 단위의 화학적 합성으로 인한 공정으로 진행됨에 따라 양산 공정의 적용이 현실적으로 어려워 경제성 측면에서 실익이 크지 못하며, 최종 선재 형태로까지의 연구가 진행되지 못하고 있는 실정이다.
한국공개특허공보 제2013-0057110호(2013.05.31.) 한국공개특허공보 제2010-0093390호(2010.08.25.)
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 가스 분무법을 이용하여 Al-CNT 복합 분말을 양산하고, 이를 금속 가공공정인 압출, 압연, 인발 공정 등을 통해 선재 및 봉 형태로 제조함으로써, 강도 및 전기전도도가 우수한 Al-CNT 복합 소재를 제조하는 방법과, 이 제조방법에 의해 제조된 Al-CNT 복합 소재를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 Al-CNT 복합 소재의 제조방법은, (A) 전체 100중량% 중, 일정 중량%의 CNT를 포함하는 Al-CNT 조성물을 조성하는 단계; (B) 상기 Al-CNT 조성물을 이용하여 복합 분말로 제조하는 단계; (C) 상기 복합 분말을 압출하는 단계; (D) 상기 압출된 압출재를 냉간 압연하는 단계; (E) 상기 냉간 압연된 압연재를 설정 온도 범위에서 설정 시간 동안 열처리 하는 중간 열처리 단계; (F) 상기 중간 열처리된 압연재를 인발하는 단계; 및 (G) 상기 인발된 인발재를 설정 온도 범위에서 설정 시간 동안 열처리 하는 최종 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (A) 단계에서, 상기 CNT는 전체 100중량% 중, 0.1~10중량%로 포함될 수 있다.
또한, 상기 (A) 단계에서, Fe, Cu, Mg, P 중, 적어도 하나 이상의 원소가 포함될 수도 있다.
또한, 상기 (B) 단계는, 상기 Al-CNT 조성물을 이용하여 가스 분무법으로 제조하며, 용탕 및 노즐 설계, 오리피스 조절을 통하여 제조하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 복합 분말은 구형의 형태로 제조되며, 그 크기는 50㎛~500㎛일 수 있다.
또한, 상기 (C) 단계는, 상기 복합 분말은 원기둥 형태의 캔에 삽입하여 700kg~2ton의 압력으로 압분한 후, 압출하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 압출 단계에서의 설정 온도는 450°C ~550°이고, 압출비는 20~30:1일 수 있다.
또한, 상기 (D) 단계는, 상기 (C) 단계에 의해 압출된 압출재를 그루브 롤링에 의해 일정 가공률로 가공하여 냉간 압연하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 가공률은 3.5~4.5일 수 있다.
또한, 상기 (E) 단계는, 상기 (D) 단계에 의해 냉간 압연된 압연재를 설정 온도 범위로 설정 시간 동안 열처리 하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 설정 온도 범위는 150°C~350°C이고, 상기 설정 시간은 1~24시간일 수 있다.
또한, 상기 (F) 단계는, 상기 (E) 단계에 의해 열처리된 압연재를 일정 가공률로 가공하여 직경을 세경화시키는 것일 수 있다.
이 경우, 상기 가공률은 7~8일 수 있다.
또한, 상기 (G) 단계는, 상기 (F) 단계에 의해 인발된 인발재를 설정 온도 범위로 설정 시간 동안 열처리 하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 설정 온도 범위는 150°C~350°C이고, 상기 설정 시간은 1~24시간일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 Al-CNT 복합 소재는, 전체 100중량% 중, 일정 중량%의 CNT를 포함하는 Al-CNT 조성물을 조성하고, 상기 Al-CNT 조성물을 이용하여 가스 분무법으로 복합 분말을 제조하며, 상기 복합 분말을 압출, 압연, 인발 공정을 통해 선재 또는 봉 형태로 제조한 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 CNT는 전체 100중량% 중, 0.1~10중량%로 포함되고, 최대 인장강도는 270MPa 이상이며, 전기전도도는 60%IACS 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 Al-CNT 복합 소재의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 Al-CNT 복합 소재에 의하면, 가스 분무법을 이용하여 Al-CNT 복합 분말이 양산되고, 이 복합 분말을 금속 가공공정인 압출, 압연, 인발 공정 등을 통해 선재 및 봉 형태로 제조하게 됨으로써, 강도 및 전기전도도가 우수한 Al-CNT 복합 소재를 제조할 수 있는 효과가 제공된다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 Al-CNT 복합 소재의 제조 공정을 순차적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 평가된 Al-CNT 복합 분말에 대한 주사전자 현미경(SEM) 이미지와 분말 입도 분석을 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 평가된 Al-CNT 복합 분말의 라만 분광법(Raman spectroscopy)의 결과를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 실시 예에서 제조된 Al-CNT 복합 분말의 압출을 위한 캐닝 시 사용되는 캔의 사진 및 모식도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 실행된 압출재의 인장-연신율 결과를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 실시 예에서 제조된 Al-CNT 압출재의 단면을 광학 현미경을 이용하여 관찰한 사진.
도 7은 본 발명의 실시 예에서 제조된 Al-CNT 압연재의 단면을 광학 현미경을 이용하여 관찰한 사진.
도 8은 본 발명의 실시 예에서 제조된 Al-CNT 인발재의 단면 및 횡단면을 광학 현미경을 이용하여 관찰한 사진.
도 9는 본 발명의 실시 예에서 제조된 Al-CNT 복합 소재의 열처리 온도에 따른 인장강도와 연신율 및 전기전도도의 측정결과를 나타낸 그래프.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 Al-CNT 복합 소재의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 Al-CNT 복합 소재의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 Al-CNT 복합 소재는, 전체 100중량% 중에서, CNT는 0.1~10.0중량% 범위로 첨가될 수 있으며, 이 때 CNT로는 다중벽 탄소 나노튜브가 사용될 수 있다.
또한, Al 소재는 1xxx계와 8xxx계가 사용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 순도 95% 이상의 Al도 사용될 수 있다.
그리고, Al 외에 Fe, Mg, Cu, P 등의 기타 원소들도 전체 100중량% 중, 일정 중량% 범위로 첨가될 수 있다.
예를 들어, 전체 100중량% 중에서, Fe, Mg, Cu는 각각 0.5중량% 이하로 첨가될 수 있고, P는 0.01중량% 내외로 첨가될 수 있다. 그러나, 이들 기타 원소들의 첨가 범위는 하나의 실시 예에 불과하며, 필요에 따라 그 첨가량은 다소 가감될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 Al-CNT 복합 소재의 제조 공정을 순차적으로 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 Al-CNT 복합 소재는, Al-CNT 복합 분말 제조 단계(S10)-압출 단계(S20)-냉간 압연 단계(S30)-중간 열처리 단계(S40)-인발 단계(S50)-최종 열처리 단계(S60)의 공정을 순차적으로 거치면서 제조가 이루어질 수 있다.
이러한 제조 공정을 통하여 제조될 수 있는 최적의 Al-CNT 복합 소재에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 평가된 Al-CNT 복합 분말의 주사전자 현미경(SEM) 이미지와 입도 분석의 결과를 나타낸 그래프이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 평가된 Al-CNT 복합 분말의 라만 분광법(Raman spectroscopy)의 결과를 나타낸 그래프이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 Al-CNT 복합 소재의 조성물에 의해 제조된 복합 분말은, 대략 50μm 에서 500μm 크기의 구형 형상임을 확인할 수 있었다.
이 때, 수~수십 μm의 다중벽 탄소 나노튜브(CNT)가 Al 분말 표면에 견고하게 결합되어 있으며, 그 직진성이 무너지지 않고 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 제조된 복합 분말은 분말 입도 분석 결과 대략 140μm의 크기를 갖게 됨을 확인할 수 있다.
여기서, 상기와 같이 제조된 구형의 복합 분말은 가스 분무법에 의해 제조될 수 있으며, 이 때 분말의 분산 및 균일도를 위해서 용탕 및 노즐 설계와 오리피스의 조절이 반드시 수행되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 제조된 구형의 복합 분말에 대하여 라만 분광법의 결과를 확인한 결과, 도 3에 도시된 바와 같이, 라만 스팩트럼 분석을 통해 얻어지는 다중벽 탄소 나노튜브(CNT)의 주요한 피크들은 전형적인 흑연면(Graphite sheet)의 특성을 나타내는 1590cm-1 부근의 G-밴드 피크와, 결함을 가진 흑연막이나 비정질 탄소 입자로 여겨지는 1350cm-1 부근의 D-밴드 피크를 갖는 것임을 확인할 수 있다.
다음에, 상기와 같이 제조된 Al-CNT 복합 분말은 캐닝 압출 단계를 통해 대략 직경이 10~20mm인 압출재를 제조하였다.
도 4는 본 발명의 실시 예에서 제조된 Al-CNT 복합 분말의 압출을 위한 캐닝 시 사용되는 캔의 사진 및 모식도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 캐닝(Canning) 압출 단계에 적용되는 캔(Can)은 대략 ø80×110mm의 원기둥 형태의 것을 사용하였으며, 700kg~2ton의 압력으로 복합 분말을 압분하고, 탈 가스 공정을 통해 캔 안에 있는 기체를 제거한 후, 압출 공정을 수행하였다. 이 때 대략 450°C ~550°C 의 온도에서 20~30:1의 압출 비율로 압출을 수행하였다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 실행된 압출재의 인장-연신율 결과를 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에서 제조된 Al-CNT 압출재의 단면을 광학 현미경을 이용하여 관찰한 사진과, 이를 확대하여 촬영한 사진으로서, 먼저 도 5를 참조하면 상기와 같이 캐닝 압출 단계에 의해 압출된 압출재는 테스트 단계에서 대략 160MPa의 인장강도와 50%의 연신율을 나타냄을 확인할 수 있었다.
그리고, 도 6을 참조하면, Al과 Al-CNT 영역이 점선으로 표시된 바와 같이 구분이 됨을 알 수 있었으며, Al-CNT 영역에서는 검은 점 형태의 상들이 보임을 확인할 수 있었는데, 이는 CNT의 영향임을 알 수 있다.
다음에, 상기와 같이 압출된 압출재는, 그루브 롤러(Groove roller)를 이용하여 대략 3.5~4.5의 가공률로 32패스의 냉간 압연 공정을 수행하였다.
이 때, 냉간 압연 공정에 의해 감소된 단면 직경은 2.0mm로 측정되었으나, 이는 일 실시 예에 따라 측정된 것에 불과하며, 냉간 압연 공정에 의해 단면의 직경이 감소된 냉간 압연재는 2.0~3.0mm 범위 내 일 수 있다.
도 7은 그루브 롤러를 이용하여 냉간 압연된 소재의 단면을 광학현미경으로 촬영한 사진과, 이를 일정 부분 확대한 배율로 촬영한 사진으로서, 앞서 설명한 바와 같이 Al과 Al-CNT의 영역 구분이 원형 형태의 점선으로 표시된 것과 같이 구분됨을 확인할 수 있으며, 이는 확대된 사진에서 더욱 선명하게 구분하여 확인할 수 있다.
따라서, Al-CNT 복합 분말이 제조되어 캐닝 압출 후 뿐만 아니라 냉간 압연 후에도 코어(Core)/쉘(Shell) 구조가 유지됨을 확인할 수 있다.
참고로, 여기서 코어 영역은 Al-CNT이고, 쉘은 Al이다.
다음에, 압출과 냉간 압연되어 강화된 선재인 압연재에 대하여 중간 열처리 공정을 통해 연화시키는 공정을 수행하였다.
여기서, 압연재에 대한 중간 열처리 공정은, 설정 온도 범위 내에서 설정 시간 동안 수행될 수 있는데, 이 때 설정 온도 범위는 150°C~350°C가 바람직하고, 설정 시간은 1~24시간 정도가 바람직하다.
그러나, 상기한 설정 온도 범위 및 설정 시간은 본 발명의 실시 예에 따른 최적의 설정 온도 범위 및 설정 시간으로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 제조 공정의 다양한 변수에 의해 다소 가감될 수도 있다.
다음에, 상기와 같이 냉간 압연 후, 중간 열처리 된 소재에 대하여 인발 처리 공정을 통하여 대략 직경이 0.6mm~0.2mm인 선재 형태의 인발재를 제조하였다.
여기서, 인발재는 대략 15패스의 인발 스케줄을 거친 후 가공이 이루어지며, 이 때 가공률은 7-8일 수 있다.
도 8은 상기와 같이 인발된 인발재의 단면 및 횡단면을 광학현미경으로 촬영한 사진과, 이를 각각 확대된 배율에서 촬영한 사진으로서, 냉간 압연 후에서와 마찬가지로, Al과 Al-CNT의 영역이 구분되는 코어/쉘 구조를 유지하고 있음을 확인할 수 있다.
또한, 인발재 상태에서 Al과 Al-CNT의 계면에 어떠한 기공이나 결함이 관찰되지 않았고, 최종 단면에서 얻을 수 있는 Al-CNT 쉘의 두께는 대략 260㎛임을 관찰할 수 있었다.
마지막으로, 인발 공정을 수행한 인발재의 물성 확보 즉, 전기전도도와 인장강도 및 연신율 등의 물성 확보를 위하여 최종 열처리(Annealing) 공정을 수행하였다.
여기서, 인발재에 대한 최종 열처리 공정은, 설정 온도 범위 내에서 설정 시간 동안 수행될 수 있는데, 이 때 설정 온도 범위는 앞선 중간 열처리 공정에서와 마찬가지로 150°C~350°C가 바람직하고, 설정 시간 또한 1~24시간 정도가 바람직하다.
그러나, 상기한 설정 온도 범위 및 설정 시간은 본 발명의 실시 예에 따른 최적의 설정 온도 범위 및 설정 시간으로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 제조 공정의 다양한 변수에 의해 다소 가감될 수도 있다.
도 9는 최종 열처리 단계에서, 각각의 온도에 따른 인장강도와 연신율 및 전기전도도의 변화를 그래프로 나타낸 것으로서, 이 때 열처리 온도는 150°C, 200°C, 250°C, 270°C, 290°C, 310°C, 330°C로 설정한 후, 각 온도에 따른 변화를 관찰한 결과를 나타내고 있다.
그 결과, 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 온도에 따른 인장강도의 영향은 급격하게 감소하는 거동을 보이다가 290°C에서 330°C의 구간에서는 그 기울기가 완만해짐을 확인할 수 있었다.
또한, 연신율의 경우에는 인장강도와 상반되는 경향을 나타내는데, 이는 결정립의 크기 증가에 기인한 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 최적의 최종 열처리 온도는 250°C이고, 이 온도에서 128MPa 이상의 인장강도와, 13% 이상의 연신율, 그리고 약 60%IACS 이상의 전기전도도를 나타냄을 확인할 수 있다. 또한 가장 높은 인장강도와 전기전도도는 각각 270MPa와 60%IACS 이상을 나타냄을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 Al-CNT 복합 소재는, Al-CNT 복합 분말의 제조 단계(S10), 캐닝 압출 단계(S20), 냉간 압연 단계(S30), 중간 열처리 단계(S40), 인발 단계(S50) 및 최종 열처리 단계(S60)의 공정을 통해 제조가 이루어질 수 있으며, 이와 같은 제조 방법에 의해 제조된 Al-CNT 복합 소재는 앞서 설명한 바와 같이, 인장강도와 전기전도도가 우수한 선재 형태로 제조가 이루어질 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (17)

  1. (A) 전체 100중량% 중, 일정 중량%의 CNT를 포함하는 Al-CNT 조성물을 조성하는 단계;
    (B) 상기 Al-CNT 조성물을 이용하여 복합 분말로 제조하는 단계;
    (C) 상기 복합 분말을 압출하는 단계;
    (D) 상기 압출된 압출재를 그루브 롤링에 의해 3.5~4.5의 가공률로 가공하여 냉간 압연하는 단계;
    (E) 상기 냉간 압연된 압연재를 150°C ~350°C의 온도 범위에서 1~24 시간 동안 열처리 하는 중간 열처리 단계;
    (F) 상기 중간 열처리된 압연재를 인발하는 단계; 및
    (G) 상기 인발된 인발재를 150°C ~350°C의 온도 범위에서 1~24 시간 동안 열처리 하는 최종 열처리 단계를 포함하여 최대 인장강도 270MPa 이상, 전기전도도 60%ACS 이상인 것을 특징으로 하는 Al-CNT 복합 소재의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (A) 단계에서,
    상기 CNT는 전체 100중량% 중, 0.1~10중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 Al-CNT 복합 소재의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (A) 단계에서,
    Fe, Cu, Mg, P 중, 적어도 하나 이상의 원소가 포함된 것을 특징으로 하는 Al-CNT 복합 소재의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (B) 단계는,
    상기 Al-CNT 조성물을 이용하여 가스 분무법으로 제조하며, 용탕 및 노즐 설계, 오리피스 조절을 통하여 제조하는 것을 특징으로 하는 Al-CNT 복합 소재의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 복합 분말은 구형의 형태로 제조되며, 그 크기는 50㎛~500㎛인 것을 특징으로 하는 Al-CNT 복합 소재의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 (C) 단계는,
    상기 복합 분말은 원기둥 형태의 캔에 삽입하여 700kg~2ton의 압력으로 압분한 후, 압출하는 것을 특징으로 하는 Al-CNT 복합 소재의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 압출 단계에서의 설정 온도는 450°C ~550°이고, 압출비는 20~30:1인 것을 특징으로 하는 Al-CNT 복합 소재의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 (F) 단계는,
    상기 (E) 단계에 의해 열처리된 압연재를 일정 가공률로 가공하여 직경을 세경화시키는 것을 특징으로 하는 Al-CNT 복합 소재의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 가공률은 7~8인 것을 특징으로 하는 Al-CNT 복합 소재의 제조방법.
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