KR102530783B1 - Wet-dry hybrid method of preparing graphene flake metal composite and graphene flake metal composite composition prepared by the same - Google Patents

Wet-dry hybrid method of preparing graphene flake metal composite and graphene flake metal composite composition prepared by the same Download PDF

Info

Publication number
KR102530783B1
KR102530783B1 KR1020210018298A KR20210018298A KR102530783B1 KR 102530783 B1 KR102530783 B1 KR 102530783B1 KR 1020210018298 A KR1020210018298 A KR 1020210018298A KR 20210018298 A KR20210018298 A KR 20210018298A KR 102530783 B1 KR102530783 B1 KR 102530783B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
graphene
metal composite
graphene flake
furnace
expandable graphite
Prior art date
Application number
KR1020210018298A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220114814A (en
Inventor
류민
Original Assignee
주식회사 지에버
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 주식회사 지에버 filed Critical 주식회사 지에버
Priority to KR1020210018298A priority Critical patent/KR102530783B1/en
Publication of KR20220114814A publication Critical patent/KR20220114814A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102530783B1 publication Critical patent/KR102530783B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • C01B32/184Preparation
    • C01B32/19Preparation by exfoliation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122Incoherent waves
    • B01J19/126Microwaves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • C01B32/194After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity

Abstract

본 발명은 흑연으로부터 물리적 방법으로 그래핀 플레이크를 제조하고, 그래핀 플레이크에 금속 전구체 분말을 혼합하여 그래핀 플레이크 금속 복합체를 제조하는 방밥과, 이에 따라 제조된 그래핀 플레이크 금속복합체에 관한 것으로, 본 발명에 의한 그래핀 플레이크 금속복합체 제조방법은 공정이 간단하고, 높은 수율로 단시간만에 흑연으로부터 그래핀 플레이크를 수득하고, 전기전도도를 향상시킬수 있도록 금속 전구체를 혼합하여 그래핀 플레이크 금속 복합체 조성물을 제공할 수 있다. 또한 이를 통해 제조된 그래핀 플레이크 금속 복합체는 순도가 높고, 입자 특성이 균일하여 산업 용도로 매우 우수한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for preparing a graphene flake metal composite by preparing graphene flakes from graphite by a physical method and mixing a metal precursor powder with the graphene flake, and to a graphene flake metal composite prepared thereby. The method for preparing a graphene flake metal composite according to the present invention provides a graphene flake metal composite composition by mixing a metal precursor to obtain graphene flakes from graphite in a short time with a high yield and a simple process, and to improve electrical conductivity. can do. In addition, the graphene flake metal composite prepared through this is characterized by high purity and uniform particle characteristics, which are very excellent for industrial use.

Description

건·습식 그래핀 플레이크 금속복합체의 제조방법 및 이에 따라 제조된 그래핀 플레이크 금속복합체{WET-DRY HYBRID METHOD OF PREPARING GRAPHENE FLAKE METAL COMPOSITE AND GRAPHENE FLAKE METAL COMPOSITE COMPOSITION PREPARED BY THE SAME}Manufacturing method of dry/wet graphene flake metal composite and graphene flake metal composite prepared thereby

본 발명은 그래핀 플레이크 금속복합체의 제조방법 및 이에 따라 제조된 그래핀 플레이크 금속복합체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a graphene flake metal composite and a graphene flake metal composite prepared thereby.

흑연(graphite)은 복수의 층이 적층되어 있는 층상 구조를 이루고 있는 물질이다. 흑연의 각 층은 탄소 원자가 6각형의 형태로 연결된 판상 구조를 하고 있으며, 이러한 탄소원자로 이루어진 판상형 단층을 그래핀(graphene)이라고 한다. Graphite is a material having a layered structure in which a plurality of layers are stacked. Each layer of graphite has a plate-like structure in which carbon atoms are connected in the form of a hexagon, and a plate-like single layer made of such carbon atoms is called graphene.

그래핀(graphene)은 탄소원자들이 2차원 상에서 sp2결합에 의한 육각형 벌집모양의 배열로 구성되어 있으며 원자 한 층의 두께를 가진 반금속성 물질로서, 구조적, 화학적으로 매우 안정할 뿐만 아니라, 우수한 기계적 물성과 뛰어난 전기, 열 전도체로서의 특징을 갖고 있어 에너지, 전자소재, 센서소재 등 차세대 소재로 크게 각광을 받고 있다. Graphene is a semi-metallic material that consists of a hexagonal honeycomb arrangement of carbon atoms by sp2 bonding in two dimensions and has a thickness of one atom. It is not only structurally and chemically very stable, but also has excellent mechanical properties. It has characteristics as an excellent conductor of electricity and heat, so it is in the limelight as a next-generation material such as energy, electronic material, and sensor material.

그래핀은 생산방식에 따라 흑연 결정으로부터 그래핀을 박리하는 방법, 고온에서 탄소를 가스화하여 금속표면에 증착시키는 CVD 방법으로 나뉘는데, 산업 분야에서 주로 사용되는 생산방법으로는 물리적 박리법, 화학적 박리법, CVD 법, 에피텍셜 성장법 등이 있다. According to the production method, graphene is divided into a method of exfoliating graphene from a graphite crystal and a CVD method in which carbon is gasified at high temperature and deposited on a metal surface. The production methods mainly used in the industrial field are physical exfoliation method and chemical exfoliation method. , CVD method, epitaxial growth method, and the like.

물리적 박리법은 테이프를 부착시킨 후 분리하거나 전단응력 등의 물리적 외력을 가하여 박리하는 방법이다. The physical peeling method is a method of separating the tape after attaching it or peeling it off by applying a physical external force such as shear stress.

화학적 박리법은 강산과 산화제를 이용하여 산화흑연(Graphite Oxide)의 제조를 통한 박리를 유도한 후, 환원(Reduction) 공정 거쳐 그래핀을 수득하는 방법이다.The chemical exfoliation method is a method of obtaining graphene through a reduction process after inducing exfoliation through the production of graphite oxide using a strong acid and an oxidizing agent.

CVD법은 고온에서 Ni, Cu, Pt 등과 같이 탄소에 쉽게 흡착되는 금속을 SiO2 기판 위에 촉매층으로 증착하고 1,000℃ 이상의 고온조건에서 탄소가 촉매층과 반응한 후, 냉각을 시키면 촉매층에 녹았던 탄소원자들이 표면에서 결정화 되어 그래핀을 형성하는 방법이다.In the CVD method, metals that are easily absorbed by carbon such as Ni, Cu, and Pt are deposited as a catalyst layer on a SiO2 substrate at high temperatures, and carbon reacts with the catalyst layer at a high temperature of 1,000 ° C or higher. It is a method of crystallizing on the surface to form graphene.

에피택셜 성장법은 실리콘 카바이드(SiC) 등의 탄소가 결정 구조에 흡착, 포함되어 있는 재료를 고온에서 열처리하면 실리콘이 증발되고 SiC중의 탄소가 결정표면을 따라 그래핀을 형성하는 방법이다.The epitaxial growth method is a method in which carbon, such as silicon carbide (SiC), is adsorbed into a crystal structure and heat-treated a material containing the material at a high temperature to evaporate silicon and form graphene from carbon in SiC along the crystal surface.

상기한 방법들 중 CVD 법과 에피택셜 성장법은 그래핀이 기판에 증착된 형태로 생산되며, 우수한 품질의 그래핀 막을 얻을 수 있으나 전극이나 회로 기판 등과 같은 제한된 용도로만 사용이 가능하고, 공정의 난이도가 높으며 제조에 사용되는 원료가 고가이고, 대량생산도 곤란하여 제조 단가가 매우 높다는 단점이 있다.Among the above methods, the CVD method and the epitaxial growth method are produced in the form of graphene deposited on a substrate, and can obtain a graphene film of excellent quality, but can be used only for limited purposes such as electrodes or circuit boards, and the difficulty of the process The raw material used in manufacturing is expensive, and mass production is difficult, so the manufacturing cost is very high.

따라서, 다양한 용도로 활용이 가능한 그래핀 원료를 제조하기 위해서는 주로 물리적 박리법 또는 화학적 박리법 등이 활용된다. 그런데, 화학적 박리법은 화공물질을 사용하여 탄소를 산화시켜 산화그래핀을 제조한 후 산화그래핀을 다시 환원시킴으로써 제조되는 것으로, 공정 중 불순물이 포함되거나 산화그래핀의 산소가 완전히 제거되지 않아 그래핀의 순도가 떨어지는 문제가 나타난다. 또한, 화학적방법으로 제조되므로 수율이 떨어지고 단가가 비싸다는 단점이 있다.Therefore, in order to manufacture a graphene raw material that can be used for various purposes, a physical exfoliation method or a chemical exfoliation method is mainly used. However, the chemical exfoliation method is produced by oxidizing carbon using a chemical material to produce graphene oxide, and then reducing the graphene oxide again. During the process, impurities are included or oxygen in graphene oxide is not completely removed. The problem of poor pin purity appears. In addition, since it is manufactured by a chemical method, there is a disadvantage in that the yield is low and the unit price is high.

물리적 박리법 중 테이프를 이용한 방법은 테이프의 부착 및 박리를 반복한후, 접착 성분을 용매에 녹여 그래핀을 얻는 방법으로, 품질이 고르지 못하며 제조 공정이나 생산된 제품의 산업적 활용 가능성이 낮다.Among the physical peeling methods, the method using a tape is a method of obtaining graphene by dissolving the adhesive component in a solvent after repeating the tape attachment and peeling, and the quality is uneven and the manufacturing process or the industrial application of the produced product is low.

흑연으로부터 그래핀을 제조하는 방법과 관련하여, 한국공개특허 제10-2017-0103207호(특허문헌 1)에서는 황산 및 질산의 혼합액에 흑연을 1차 팽창시킨 다음 마이크로웨이브 공정(microwave) 또는 급속가열 공정(Rapid Thermal Annealing : RTA) 중 적어도 어느 하나를 수행하여 상기 팽창된 흑연을 2차로 팽창시키고, 2차 팽창된 흑연을 별도의 솔벤트에 투입하여 분산킨 다음 초음파를 인가하여 박리하는 방법을 제시하고 있다.Regarding the method for producing graphene from graphite, Korean Patent Publication No. 10-2017-0103207 (Patent Document 1) first expands graphite in a mixture of sulfuric acid and nitric acid, followed by microwave or rapid heating. A method of secondarily expanding the expanded graphite by performing at least one of the processes (Rapid Thermal Annealing: RTA), dispersing the secondly expanded graphite by putting it in a separate solvent, and then applying ultrasonic waves to exfoliate, there is.

한편, 한국공개특허 제10-2016-0114372호(특허문헌 2)에서는, 흑연층 사이에 질소 또는 붕소원자가 포함된 분자를 확산시킨 다음 팽창된 흑연을 용매에 분산하고 초음파 처리를 거쳐 질소가 도핑된 그래핀을 수득하는 방법을 제시하고 있다.On the other hand, in Korea Patent Publication No. 10-2016-0114372 (Patent Document 2), molecules containing nitrogen or boron atoms are diffused between graphite layers, and then the expanded graphite is dispersed in a solvent and nitrogen-doped A method for obtaining graphene is presented.

그러나, 상기한 특허문헌 1, 2 모두 팽창된 흑연을 용매에 분산시킨 다음 초음파를 인가하여 용매상에서 박리시키고 있는데, 이러한 방법은 오랜 시간이 소요되고, 수율이 낮으며, 탄소 외의 다른 불순물이 충분히 제거되지 않으므로 순도가 떨어지는 단점이 있다.However, in both Patent Documents 1 and 2, expanded graphite is dispersed in a solvent and then ultrasonic waves are applied to exfoliate the solvent. This method takes a long time, yield is low, and impurities other than carbon are sufficiently removed. Since it is not, there is a disadvantage that the purity is lowered.

이러한 종래 기술의 단점을 극복하고 그래핀을 산업 분야에 폭넓게 활용하기 위해서는 대량 생산이 용이하고, 수율이 높으며, 단가가 낮은 그래핀 플레이크를 제조하고, 각종 산업 분야의 디바이스에 용이하게 적용 가능한 페이스트 조성물로 제조하기 위한 기술이 필요한 실정이다.In order to overcome the disadvantages of the prior art and widely utilize graphene in the industrial field, a paste composition that can be easily applied to devices in various industrial fields is prepared by preparing graphene flakes that are easy to mass-produce, have a high yield, and have a low cost. There is a need for technology for manufacturing.

한국공개특허 제10-2017-0103207호Korean Patent Publication No. 10-2017-0103207 한국공개특허 제10-2016-0114372호Korean Patent Publication No. 10-2016-0114372

본 발명은 종래 기술의 단점을 극복하여 수율이 높으면서 대량생산이 용이한 물리적으로 박리된 그래핀 플레이크 금속복합체를 제조하고, 이를 이용하여 다양한 산업 분야에 적용 가능한 최적의 그래핀 플레이크 금속복합체를 제조하는 방법 및 이에 따른 그래핀 플레이크 금속복합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention overcomes the disadvantages of the prior art to manufacture a physically exfoliated graphene flake metal composite with high yield and easy mass production, and to manufacture an optimal graphene flake metal composite applicable to various industrial fields using the same. It is an object to provide a method and a graphene flake metal composite according to the method.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 단계를 포함하는 그래핀 플레이크 금속복합체의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a graphene flake metal composite comprising the following steps.

팽창성 흑연을 준비하는 단계(s1);Preparing expandable graphite (s1);

상기 팽창성 흑연을 퍼니스 내부에 장입하는 단계(s2);charging the expandable graphite into a furnace (s2);

상기 퍼니스를 밀봉하는 단계(s3);sealing the furnace (s3);

상기 퍼니스에 마이크로파를 조사하여 가열하는 단계(s4);heating the furnace by irradiating microwaves (s4);

상기 마이크로파 조사를 중단하여 팽창성 흑연의 온도를 유지 또는 하강시키는 단계(s5);maintaining or lowering the temperature of the expandable graphite by stopping the microwave irradiation (s5);

상기 s4 내지 s5 단계를 순도 95% 이상의 그래핀 플레이크를 수득할 때까지 반복하는 단계(s6);Repeating steps s4 to s5 until graphene flakes having a purity of 95% or more are obtained (s6);

상기 s6 단계에서 수득한 그래핀 플레이크 100중량부와 금속전구체 분말 100 ~ 200 중량부를 혼합하여 혼합분말을 제조하는 단계(s7);preparing a mixed powder by mixing 100 parts by weight of the graphene flakes obtained in step s6 and 100 to 200 parts by weight of the metal precursor powder (s7);

상기 s7단계의 혼합분말을 소결하여 금속복합체를 제조하는단계(s8)을 포함한다.A step (s8) of preparing a metal composite by sintering the mixed powder of step s7 is included.

이때, 상기 팽창성 흑연은 산(acid) 또는 질소화합물로 이루어진 군에서 선택된 1 종 또는 2종 이상을 포함하는 휘발성 물질에 침지하여 제조된 것일 수 있다.In this case, the expandable graphite may be prepared by immersing in a volatile material containing one or two or more selected from the group consisting of an acid or a nitrogen compound.

또한, 상기 마이크로파는 700MHz 내지 2.5GHz의 주파수 대역을 가지는 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 800Mhz 내지 1.2GHz의 주파수 대역을 가지는 것일 수 있다.In addition, the microwave may have a frequency band of 700 MHz to 2.5 GHz, more preferably may have a frequency band of 800 MHz to 1.2 GHz.

본 발명의 제조방법에 의한 그래핀 플레이크는 팽창성 흑연을 퍼니스에 장입한 후 가공하여 수득되는 것으로 것으로, 이때 퍼니스는 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 뮬라이트(mullite), SiC 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 세라믹 재질로 이루어진 것일 수 있으며, 바람직하게는 알루미나(Al2O3)일 수 있다.Graphene flakes according to the manufacturing method of the present invention are obtained by loading expandable graphite into a furnace and then processing it, wherein the furnace is a group consisting of alumina (Al2O3), zirconia (ZrO2), mullite, SiC and Si3N4 It may be made of one or two or more ceramic materials selected from, and may be preferably alumina (Al2O3).

상기 s4 단계의 가열은 퍼니스 내부의 소정 압력을 유지하기 위해 불활성 기체를 충전시킨 후 수행되는 것일 수 있다. 이때, 퍼니스 내부의 압력을 1.2 내지 10 bar로 유지하면서 수행되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 5bar일 수 있다. 가장 바람직하게는 1.5 내지 3bar일 수 있다. The heating in step s4 may be performed after filling inert gas to maintain a predetermined pressure inside the furnace. At this time, it is preferably performed while maintaining the pressure inside the furnace at 1.2 to 10 bar, more preferably 1.2 to 5 bar. Most preferably, it may be 1.5 to 3 bar.

상기 s5 단계는 가열에 의해 팽창성 흑연의 그래핀 층이 박리된 상태에서 안정화시키기 위한 단계로서, 마이크로파 조사를 중단한 후 팽창성 흑연의 온도를 유지시키거나 필요에 따라 냉각시킬 수 있다. 이때, 퍼니스 내부의 압력을 조절하고, 불순물을 제거하기 위해 퍼니스 내부의 기체를 배출할 수 있있다. 또한, 퍼니스를 회전시키거나 퍼니스 내부에 설치된 스터러 등을 이용하여 그래핀 및 팽창성 흑연을 입자 사이즈에 따라 분산시킬 수 있다.The step s5 is a step for stabilizing the graphene layer of the expandable graphite in an exfoliated state by heating, and after stopping the microwave irradiation, the temperature of the expandable graphite may be maintained or cooled as necessary. At this time, gas inside the furnace may be discharged to adjust the pressure inside the furnace and remove impurities. In addition, graphene and expandable graphite may be dispersed according to the particle size by rotating the furnace or using a stirrer installed inside the furnace.

상기 s6 단계는 상기 s4 내지 s5 단계를 반복하는 것으로, 퍼니스의 내부의 압력은 반복 회수에 따라 점차적으로 증가시키면서 수행되는 것일 수 있으며, 순도 95% 이상의 그래핀 플레이크를 얻을 때까지 반복할 수 있다.Step s6 is to repeat steps s4 to s5, and the pressure inside the furnace may be performed while gradually increasing according to the number of repetitions, and may be repeated until graphene flakes having a purity of 95% or more are obtained.

추가로 전체 제조 공정의 효율을 높이고 우수한 품질의 그래핀 플레이크를 수득하기 위해, 상기 s6단계에서는 반복할 때마다 퍼니스 내부의 압력을 5 내지 50%씩 증가시킬 수 있다. 이때, 5% 미만으로 증가시킬 경우, 압력 증가에 대한 차이가 나타나지 않으며, 50% 이상으로 압력을 과도하게 높일 경우 그래핀 층 박리가 잘 되지 않고 오히려 뭉치는 현상이 나타날 수 있다.In addition, in order to increase the efficiency of the entire manufacturing process and obtain graphene flakes of excellent quality, the pressure inside the furnace may be increased by 5 to 50% each time the step s6 is repeated. At this time, when the increase is less than 5%, there is no difference in pressure increase, and when the pressure is excessively increased to 50% or more, the graphene layer may not be peeled off well and rather agglomeration may occur.

또한, 상기 s5 단계는, 마이크로파를 조사하여 가열하기 이전 전처리 단계로서, 유기화합물로 이루어진 박리증진제를 팽창성 흑연에 분무하여 팽창성 흑연에 함입시키는 공정을 추가로 더 수행할 수 있다.In addition, the step s5 is a pretreatment step before heating by irradiating microwaves, and a process of spraying and incorporating the expandable graphite with an organic compound exfoliation enhancer may be further performed.

이때, 박리증진제는 탄소수가 6 내지 8인 탄화수소인 것일 수 있으며, 더욱구체적으로 헥세인, 헵테인, 사이클로헥세인, 사이클로헵테인, 벤젠으로 이루어진군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것일 수 있다.At this time, the peel enhancer may be a hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms, and more specifically, one or a mixture of two or more selected from the group consisting of hexane, heptane, cyclohexane, cycloheptane, and benzene. there is.

한편, 상기 s5 단계에서 팽창성 흑연에 분무하는 박리증진제의 양은 반복 회수에 따라 점차적으로 증가시킬 수 있다.On the other hand, the amount of the exfoliation enhancer sprayed on the expandable graphite in step s5 may be gradually increased according to the number of repetitions.

팽창성 흑연은 퍼니스에 장입하는 상기 s2 단계 이전에 밀링 머신과 같은 분쇄 장비를 이용하여 분쇄하여 전처리하는 단계를 추가로 포함하는 것으로 전체 공정 시간을 더욱 단축할 수 있다.The total process time can be further reduced by further including a step of pre-processing the expandable graphite by pulverizing it using a pulverizing equipment such as a milling machine before the step s2 of charging the furnace.

한편, 상기 s5 단계 이후 제조된 그래핀 플레이크를 유기용매에 투입하고 초음파를 인가하여 세척하는 단계를 추가로 더 포함할 수 있으며, 이때 유기용매는 에탄올을 사용할 수 있다.Meanwhile, a step of washing the graphene flakes prepared after the step s5 in an organic solvent and applying ultrasonic waves may be further included. In this case, ethanol may be used as the organic solvent.

상기한 제조방법에 따라 제조된 그래핀 플레이크의 중량은 최초 투입된 팽창흑연 총 중량의 90중량% 이상으로, 90% 이상의 매우 높은 수율을 가지면서도 제조시간이 3시간 이내인 것을 특징으로 한다.The weight of the graphene flakes prepared according to the above manufacturing method is 90% by weight or more of the total weight of the initially introduced expanded graphite, and the manufacturing time is less than 3 hours while having a very high yield of 90% or more.

본 발명의 제조방법에 의해 제조된 그래핀 플레이크는 산화-환원 등의 화학적 방법으로 제조된 그래핀 플레이크와는 달리, 불순물이 거의 존재하지 않으며 탄소 성분을 기준으로 99% 이상의 높은 순도를 가질 수 있다.Unlike graphene flakes prepared by chemical methods such as oxidation-reduction, graphene flakes prepared by the manufacturing method of the present invention have almost no impurities and can have a high purity of 99% or more based on carbon components. .

제조된 그래핀 플레이크는 두께가 10 내지 100nm인 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10 내지 50nm, 가장 바람직하게는 10 내지 20nm일 수 있다.The prepared graphene flake may have a thickness of 10 to 100 nm, more preferably 10 to 50 nm, and most preferably 10 to 20 nm.

또한, 상기 그래핀 플레이크는 그래핀 플레이크 총중량에 대하여 50중량% 이상이 50nm 이하의 두께 분포를 가질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 70중량%, 가장바람직하게는 90중량% 이상이 50nm 이하의 두께 분포를 가질 수 있다. 한편, 상기 그래핀 플레이크는 두께 방향에 수직인 평면을 기준으로 단축과 장축의 길이 비가 1 : 1.1 내지 2일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1 : 1.1 내지 1.5일 수 있다.In addition, the graphene flake may have a thickness distribution of 50 nm or less, more preferably 70 wt% or more, and most preferably 90 wt% or more of 50 nm or less, based on the total weight of the graphene flake. can have Meanwhile, the graphene flake may have a length ratio of a minor axis to a major axis of 1:1.1 to 2, more preferably 1:1.1 to 1.5, based on a plane perpendicular to the thickness direction.

상기 s7 단계에서는 s6 단계에서 제조된 그래핀 플레이크와 금속 전구체 분말을 혼합하여 그래핀 플레이크 금속복합체 혼합 분말을 제조한다. 바람직하게는 그래핀 플레이크 100중량부와 금속전구체 분말 100 ~ 200 중량부를 혼합하여 제조할 수 있다.In step s7, a graphene flake metal composite mixture powder is prepared by mixing the graphene flakes prepared in step s6 and the metal precursor powder. Preferably, it may be prepared by mixing 100 parts by weight of graphene flakes and 100 to 200 parts by weight of metal precursor powder.

상기 s8 단계에서는 상기 그래핀 플레이크 금속복합체 혼합 분말을 소결하여 그래핀 플레이크 금속 복합체를 제조한다.In step s8, the graphene flake metal composite is prepared by sintering the graphene flake metal composite mixture powder.

한편, 상기 s7 단계에서는 그래핀 플레이크와 금속 전구체 혼합 분말을 혼합하는 단계에서, 메탈 커플링 에이젼트를 소량 투입하여 반응 교반을 시킬수 있다. 메탈 커플링 에이젼트는, 그래핀 플레이크와 금속 전구체 분말 계면간의 친화력 및 반응성을 높이기 위하여 금속산화물계(C 60 H 123 O 15 P 3 Ti) 나노 커플링 에이젼트(Nano Coupling Agent)를 중량 100% 중량당비에서 0.3중량%~0.6중량% 첨가할 수 있다.Meanwhile, in the step s7, in the step of mixing the graphene flakes and the metal precursor mixed powder, a small amount of a metal coupling agent may be added to stir the reaction. The metal coupling agent is a metal oxide (C 60 H 123 O 15 P 3 Ti) nano coupling agent (Nano Coupling Agent) at a weight ratio of 100% to increase the affinity and reactivity between the graphene flake and the metal precursor powder interface From 0.3% to 0.6% by weight may be added.

상기 소결된 그래핀 플레이크 금속 복합체를 분쇄 가공하여 파우더(Powder), 시트(Sheet), 필름(Film) 또는 바(Bar) 중 어느 하나의 제품으로 제품화하는 제품화 단계를 더 포함할 수 있다.A commercialization step of pulverizing and processing the sintered graphene flake metal composite into a product of any one of powder, sheet, film, and bar may be further included.

본 발명에 의한 그래핀 플레이크 금속 복합체 제조방법은 공정이 간단하고, 높은수율로 단시간만에 흑연으로부터 그래핀 플레이크를 수득할 수 있는데, 이러한 그래핀 플레이크를 이용하여 다양한 산업용 디바이스에 적용 가능한 그래핀 플레이크 금속 복합체 조성물을 낮은 비용으로 제조하는 것이 가능하다. 또한, 제조된 그래핀 플레이크 금속 복합체 조성물은 그래핀의 순도가 높고, 입자 특성이 균일하여 열전도성, 전기전도도 등 특성이 매우 우수하여 산업 용도로 활용하기 적합하다.The method for producing a graphene flake metal composite according to the present invention has a simple process and can obtain graphene flakes from graphite in a short time with high yield. Graphene flakes applicable to various industrial devices using such graphene flakes It is possible to manufacture the metal composite composition at low cost. In addition, the prepared graphene flake metal composite composition has high purity of graphene and uniform particle characteristics, so it has excellent properties such as thermal conductivity and electrical conductivity, so it is suitable for industrial use.

도 1은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 그래핀 플레이크 금속복합체의 SEM 분석 사진이다.
도 2는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 그래핀 플레이크 금속복합체의 OM분석 사진이다.
도 3은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 그래핀 플레이크 금속복합체와 팽창성 흑연의 열전도도를 비교하여 나타낸 것이다.
1 is a SEM analysis picture of a graphene flake metal composite prepared by the manufacturing method of the present invention.
2 is a photograph of OM analysis of the graphene flake metal composite prepared by the manufacturing method of the present invention.
3 shows a comparison between the thermal conductivity of the graphene flake metal composite prepared by the manufacturing method of the present invention and the expandable graphite.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention may have various changes and various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, and includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하 본 발명을 자세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 흑연으로부터 물리적 방법으로 박리하는 방법에 의해 그래핀 플레이크를 제조하고, 이를 이용해 그래핀 플레이크 금속복합체를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for preparing a graphene flake metal composite by manufacturing graphene flakes by a method of exfoliating from graphite by a physical method, and using the graphene flake metal composite.

그래핀을 물리적으로 박리하는 방법으로는 통상적으로 스카치테이프 박리법이 널리 알려져 있다. 이 방법은 흑연에 스카치테이프를 부착한 다음 떼어 내어 흑연으로부터 얇은 그래핀층을 박리하는 방법이다. 그러나, 이러한 방법은 대량 생산이 어려우며, 균일한 품질의 그래핀을 얻을 수 없으므로 산업적으로 이용이 곤란하다. 산업적으로 이용 가능한 방법으로는, 흑연에 마이크로웨이브를 조사하여 일시적으로 팽창시킨 후, 또다른 기계적인 방법을 이용하여 그래핀층을 박리하는 건식방법, 흑연을 유기용매 등 액상에 함침시킨 후 초음파를 인가함으로써 진동에 의하여 그래핀을 박리시키는 습식 방법이 있다.As a method of physically exfoliating graphene, a Scotch tape exfoliation method is generally known. This method is a method of exfoliating a thin graphene layer from graphite by attaching scotch tape to graphite and then peeling it off. However, this method is difficult to mass-produce, and it is difficult to industrially use it because graphene of uniform quality cannot be obtained. As an industrially usable method, after temporarily expanding graphite by irradiating microwaves, a dry method of exfoliating the graphene layer using another mechanical method, impregnating graphite in a liquid phase such as an organic solvent, and then applying ultrasonic waves There is a wet method of exfoliating graphene by vibration.

그러나, 상기 건식 방법은 마이크로웨이브로 흑연을 팽창시켜 그래핀 층의 간격을 이격시키는 것에 그칠 뿐, 추가적인 박리공정을 거쳐야 하는 단점이 있다.However, the dry method has a disadvantage in that it only expands the graphite with microwaves to space apart the graphene layers, and requires an additional exfoliation process.

상기 습식 방법은 유기용매 등의 액상에서 초음파를 가하여 서서히 그래핀층을 박리시킨 후 용매에 분산된 그래핀을 취득하는 방법으로서, 공정 시간이 매우길고 수율이 크게 떨어져 고가라는 점이 문제가 된다.The wet method is a method of obtaining graphene dispersed in a solvent after gradually exfoliating the graphene layer by applying ultrasonic waves in a liquid phase such as an organic solvent.

본 발명에 의한 그래핀 플레이크 금속복합체 제조방법은 상기한 건식 방법과 습식 방법의 단점들을 모두 해결한 건·습식 방법으로서, 팽창성 흑연을 이용하여 마이크로 웨이브 조사 및 공정 조건의 조절만으로, 상기 건식과 습식의 장점을 취합하여 공정이 간단하고 수율 및 순도가 높으며, 빠르고 저비용으로 제조할 수 있는 장점이 있다. 특히 필요에 따라 박리증진제를 공정 중 첨가함으로써 흑연을 웨팅 상태로 유지시키는 것으로 재료의 손실 없이 공정을 효율성을 더욱 높일 수 있다.The method for manufacturing a graphene flake metal composite according to the present invention is a dry/wet method that solves all the disadvantages of the above-mentioned dry method and wet method. By combining the advantages of, the process is simple, the yield and purity are high, and there is an advantage in that it can be manufactured quickly and at low cost. In particular, the efficiency of the process can be further increased without loss of material by maintaining the graphite in a wet state by adding an exfoliation enhancer during the process, if necessary.

구체적으로, 본 발명에 의한 그래핀 플레이크 금속 복합체의 제조방법은 다음과 같은 단계를 포함할 수 있다.Specifically, the manufacturing method of the graphene flake metal composite according to the present invention may include the following steps.

팽창성 흑연을 준비하는 단계(s1);Preparing expandable graphite (s1);

상기 팽창성 흑연을 퍼니스 내부에 장입하는 단계(s2);charging the expandable graphite into a furnace (s2);

상기 퍼니스를 밀봉하는 단계(s3);sealing the furnace (s3);

상기 퍼니스에 마이크로파를 조사하여 가열하는 단계(s4);heating the furnace by irradiating microwaves (s4);

상기 마이크로파 조사를 중단하여 팽창성 흑연의 온도를 유지 또는 하강시키는 단계(s5);maintaining or lowering the temperature of the expandable graphite by stopping the microwave irradiation (s5);

상기 s3 내지 s5 단계를 탄소의 순도가 95% 이상이 될 때까지 반복하여 그래핀 플레이크를 수득하는 단계(s6);Obtaining graphene flakes by repeating steps s3 to s5 until the carbon purity is 95% or more (s6);

상기 s6 단계에서 수득한 그래핀 플레이크 100중량부와 금속전구체 분말 100 ~ 200 중량부를 혼합하여 혼합분말을 제조하는 단계(s7);preparing a mixed powder by mixing 100 parts by weight of the graphene flakes obtained in step s6 and 100 to 200 parts by weight of the metal precursor powder (s7);

상기 s7단계의 혼합분말을 소결하여 금속복합체를 제조하는단계(s8)을 포함하는 그래핀 플레이크 금속복합체의 제조방법이다.A method of manufacturing a graphene flake metal composite including a step (s8) of preparing a metal composite by sintering the mixed powder of step s7.

먼저 상기 s1 단계와 같이 팽창성 흑연을 준비한다. 본 발명의 명세서 전체에서 “팽창성 흑연”이란 외부 요인에 의하여 부피가 팽창할 수 있는 흑연을 의미 한다. 흑연은 판상형으로 이루어진 단일층이 복수 적층되어 있는 구조로서, 외부로부터 열이나 압력이 인가되거나, 다른 물질이 흑연의 층사이에 침투함으로써 층과층 사이의 간격이 벌어지면서 부피가 팽창할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 팽창성 흑연은 산(acid) 또는 질소화합물로 이루어진 군에서 선택된 1 종 또는 2종 이상의 휘발성 물질에 침지하여 제조되는 것일 수 있으며, 상기 휘발성 유기화합물이 팽창성 흑연의 적층된 층간에 삽입될 수 있다.First, expandable graphite is prepared as in step s1 above. Throughout the specification of the present invention, "expandable graphite" means graphite whose volume can be expanded by external factors. Graphite has a structure in which a plurality of plate-shaped single layers are stacked, and when heat or pressure is applied from the outside or other materials penetrate between the graphite layers, the gap between the layers widens and the volume expands. The expandable graphite used in the present invention may be prepared by immersing in one or more volatile materials selected from the group consisting of an acid or a nitrogen compound, and the volatile organic compound is inserted between the stacked layers of the expandable graphite. It can be.

상기 산(acid)은 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 염산(HCl), 브로민화 수소산(HBr), 아이오딘화 수소산(HI) 및 과염소산(HClO4)으로 이루어진 군에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있으며, 바람직하게는 (H2SO4), 염산(HCl) 또는 이들의 혼합물을 선택하여 사용할 수 있다.The acid is one or two or more from the group consisting of sulfuric acid (H2SO4), nitric acid (HNO3), hydrochloric acid (HCl), hydrobromic acid (HBr), hydroiodic acid (HI) and perchloric acid (HClO4) may be selected, and preferably (H2SO4), hydrochloric acid (HCl), or a mixture thereof may be selected and used.

또한, 상기 질소화합물은 N-메틸피롤리돈(NMP)과 같은 질소 원소를 포함하는 유기용매일 수 있다.In addition, the nitrogen compound may be an organic solvent containing a nitrogen element such as N-methylpyrrolidone (NMP).

본 발명에서는 팽창성 흑연을 상기 s2 내지 s4 단계와 같이 퍼니스에 장입하고 밀봉한 후. 외부에서 퍼니스에 마이크로파를 조사하여 열처리를 한다. 이때, 상기 마이크로파는 700MHz 내지 2.5GHz의 주파수 대역을 가지는 것일 수 있다.In the present invention, after the expandable graphite is loaded into the furnace and sealed as in steps s2 to s4 above. Heat treatment is performed by irradiating the furnace with microwaves from the outside. In this case, the microwave may have a frequency band of 700 MHz to 2.5 GHz.

상기 퍼니스는 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 뮬라이트(mullite), SiC 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 세라믹 재질로 이루어진 것일 수 있으며, 바람직하게는 내열성 및 차단성이 우수한 알루미나로 이루어진 것일 수 있다.The furnace may be made of one or more ceramic materials selected from the group consisting of alumina (Al2O3), zirconia (ZrO2), mullite, SiC and Si3N4, preferably alumina with excellent heat resistance and barrier properties. may be made up of

상기 마이크로파 조사에 의해 밀봉된 퍼니스 내부에 있는 휘발성 유기화합물의 분자가 진동하게 되고 이로 인해 온도가 상승하면서 기화하고, 팽창성 흑연의 적층된 그래핀 단일층 사이의 간격이 벌어지게 된다. 그런데, 마이크로파가 조사되는 동안 퍼니스는 밀봉되어 있는 상태이므로, 증발한 기체에 의해 퍼니스 내부의 압력이 상승하게 되고, 퍼니스 내부가 일정한 압력에 도달하면 흑연의 적층된 그래핀 층이 점점 벌어지다가 파열함게 됨으로써 그래핀의 박리가 이루어진다.The microwave irradiation causes the molecules of the volatile organic compound in the sealed furnace to vibrate, thereby vaporizing as the temperature rises, and widening the gap between the stacked graphene monolayers of the expandable graphite. However, since the furnace is in a sealed state while the microwave is being irradiated, the pressure inside the furnace rises due to the evaporated gas, and when the inside of the furnace reaches a certain pressure, the stacked graphene layers of graphite gradually spread and rupture. As a result, graphene is exfoliated.

따라서, 상기 s4 단계의 가열은 퍼니스 내부가 소정의 압력에 도달하고 유지 되도록 하기 위해 추가적으로 불활성 기체를 추가로 충전할 수 있다. 상기 불활성 기체는 헬륨, 네온, 크립톤, 크세논, 아르곤, 라돈다만과 같은 것을 선택적으로 사용할 수 있으며, 질소와 같이 탄소와 반응할 수 있는 기체는 그래핀의 순도를 크게 저하시킬 수 있으므로 바람직하지 않다.Therefore, in the heating of step s4, an inert gas may be additionally charged so that the inside of the furnace reaches and maintains a predetermined pressure. As the inert gas, helium, neon, krypton, xenon, argon, or radondaman may be selectively used, and a gas capable of reacting with carbon, such as nitrogen, is not preferable because it may greatly reduce the purity of graphene.

상기 s4 내지 s5 단계를 1회 수행할 경우 탄소로부터 그래핀 일부가 박리되어 수득할 수 있다.When the steps s4 to s5 are performed once, a portion of graphene may be exfoliated from carbon.

이때, 팽창성 흑연이 그래핀으로 박리되기 위한 퍼니스 내부의 압력은 바람직하게는 1.2 내지 10 bar일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 5bar일 수 있고, 가장 바람직하게는 1.5 내지 3bar일 수 있다.At this time, the pressure inside the furnace for exfoliating the expandable graphite into graphene may be preferably 1.2 to 10 bar, more preferably 1.2 to 5 bar, and most preferably 1.5 to 3 bar.

상기 s6 단계는 마이크로파를 조사하여 가열하여 그래핀으로 박리한후, 가열을 중단하여 퍼니스 내부의 물질을 안정화시키는 과정을 반복하는 것으로, 반복 회수에 따라 퍼니스의 내부의 압력은 점차적으로 증가시키면서 수행되는 것일 수 있다. 실험결과 반복 회수에 따라 5 내지 20%씩 압력을 증가시키는 것으로 최적의 결과를 얻을 수 있었다.The step s6 is to repeat the process of exfoliating graphene by heating by irradiating microwaves, then stopping the heating to stabilize the material inside the furnace, and the pressure inside the furnace is gradually increased according to the number of repetitions. it could be As a result of the experiment, the optimal result was obtained by increasing the pressure by 5 to 20% according to the number of repetitions.

또한, 상기 s5 단계에서는, 마이크로파를 조사하여 가열하기 이전 전처리 단계로서, 유기화합물로 이루어진 박리증진제를 팽창성 흑연에 분무하여 팽창성 흑연에 함입시키는 공정을 추가로 더 수행할 수 있다. 상기 박리증진제에 의하여 팽창성 흑연은 젖음(Wetting) 상태를 유지할 수 있으며, 밀봉된 퍼니스 내에서 마이크로웨이브에 노출되는 것으로, 종래의 물리적 박리방법 중 건식방법과 습식방법의 바람직한 효과가 동시에 나타날 수 있다.In addition, in the step s5, as a pretreatment step before heating by irradiating microwaves, a process of spraying and incorporating a peeling enhancer made of an organic compound into expandable graphite may be further performed. The expandable graphite can be maintained in a wet state by the exfoliation enhancer, and by being exposed to microwaves in a sealed furnace, the desirable effects of the dry method and the wet method among conventional physical exfoliation methods can appear at the same time.

이때, 박리증진제는 탄소수가 6 내지 8인 탄화수소인 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로 헥세인, 헵테인, 사이클로헥세인, 사이클로헵테인, 벤젠으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것일 수 있다.At this time, the peel enhancer may be a hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms, and more specifically, one or a mixture of two or more selected from the group consisting of hexane, heptane, cyclohexane, cycloheptane, and benzene. there is.

한편, 상기 s5 단계에서 팽창성 흑연에 분무하는 박리증진제의 양은 반복 회수에 따라 점차적으로 증가시킬 수 있다.On the other hand, the amount of the exfoliation enhancer sprayed on the expandable graphite in step s5 may be gradually increased according to the number of repetitions.

팽창성 흑연은 퍼니스에 장입하는 상기 s2 내지 s4 단계 이전에 밀링 머신과 같은 분쇄 장비를 이용하여 분쇄하여 전처리하는 단계를 추가로 포함하는 것으로 전체 공정 시간을 더욱 단축할 수 있다.The total process time can be further reduced by further including a step of pre-processing the expandable graphite by pulverizing it using a pulverizing equipment such as a milling machine before the steps s2 to s4 of charging the furnace.

한편, 상기 s6 단계 이후 제조된 그래핀 플레이크를 유기용매에 투입하고 초음파를 인가하여 세척하는 단계를 추가로 더 포함할 수 있으며, 이때 유기용매는 에탄올을 사용할 수 있다. 상기 세척 과정에 따라 그래핀 플레이크의 불순물 함량을 줄이고 순도를 더욱 높일 수 있다.Meanwhile, a step of washing the graphene flakes prepared after step s6 in an organic solvent and applying ultrasonic waves may be further included. In this case, ethanol may be used as the organic solvent. According to the washing process, the impurity content of the graphene flake may be reduced and the purity thereof may be further increased.

상기한 제조방법에 따라 제조된 그래핀 플레이크의 중량은 최초 투입된 팽창흑연 총 중량의 90중량% 이상으로, 90% 이상의 매우 높은 수율을 가지면서도 제조 시간이 3시간 이내인 것을 특징으로 한다.The weight of the graphene flakes prepared according to the above manufacturing method is 90% by weight or more of the total weight of the initially introduced expanded graphite, and the manufacturing time is less than 3 hours while having a very high yield of 90% or more.

본 발명의 제조방법에 의해 제조된 그래핀 플레이크는 산화-환원 등의 화학적 방법으로 제조된 그래핀 플레이크와는 달리, 불순물이 거의 존재하지 않으며 탄소 성분을 기준으로 99% 이상의 높은 순도를 가진다.Unlike graphene flakes prepared by chemical methods such as oxidation-reduction, graphene flakes prepared by the manufacturing method of the present invention have almost no impurities and have a high purity of 99% or more based on carbon components.

제조된 그래핀 플레이크는 두께가 10 내지 100nm인 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10 내지 50nm, 가장 바람직하게는 10 내지 20nm일 수 있다.The prepared graphene flake may have a thickness of 10 to 100 nm, more preferably 10 to 50 nm, and most preferably 10 to 20 nm.

또한, 상기 그래핀 플레이크는 그래핀 플레이크 총중량에 대하여 50중량% 이상이 50nm 이하의 두께 분포를 가질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 70중량%, 가장바람직하게는 90중량% 이상이 50nm 이하의 두께 분포를 가질 수 있다. 한편, 상기 그래핀 플레이크는 두께 방향에 수직인 평면을 기준으로 단축과 장축의 길이 비가 1 : 1.1 내지 2일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1 : 1.1 내지 1.5일 수 있다.In addition, the graphene flake may have a thickness distribution of 50 nm or less, more preferably 70 wt% or more, and most preferably 90 wt% or more of 50 nm or less, based on the total weight of the graphene flake. can have Meanwhile, the graphene flake may have a length ratio of a minor axis to a major axis of 1:1.1 to 2, more preferably 1:1.1 to 1.5, based on a plane perpendicular to the thickness direction.

s7단계는, 상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 그래핀 플레이크에 금속 전구체 분말을 혼합하여 혼합 분말을 만들고, s8단계는 상기 혼합 분말을 소결하여 본 발명에 의한 그래핀 플레이크 금속복합체를 제조한다. In step s7, a metal precursor powder is mixed with the graphene flakes prepared by the manufacturing method as described above to make a mixed powder, and in step s8, the graphene flake metal composite according to the present invention is prepared by sintering the mixed powder.

상기 그래핀 플레이크와 금속 전구체 분말의 혼합은, 그래핀 플레이크 100중량부와 금속전구체 분말 100 ~ 200 중량부를 혼합하여 혼합분말을 제조한다.In the mixing of the graphene flakes and the metal precursor powder, a mixed powder is prepared by mixing 100 parts by weight of the graphene flakes and 100 to 200 parts by weight of the metal precursor powder.

상기 금속 전구체 분말은, 주석, 티타늄, 구리, 금, 니켈 및, 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 금속 전구체 분말로 형성되는 금속 전구체 분말을 사용할 수 있다. As the metal precursor powder, a metal precursor powder formed of a metal precursor powder containing at least one metal selected from the group consisting of tin, titanium, copper, gold, nickel, and magnesium may be used.

실시예 1Example 1

팽창성 흑연 장입 단계 : 황산(H2SO4)에 침지한 팽창성 흑연 20g을 준비하고, 상부가 개방된 원통형 퍼니스 내부 바닥의 중앙에 상기 팽창성 흑연을 장입하였다.Expandable graphite charging step: 20 g of expandable graphite immersed in sulfuric acid (H2SO4) was prepared, and the expandable graphite was charged into the center of the inner bottom of a cylindrical furnace with an open top.

퍼니스는 알루미나 소재로 이루어진 것을 사용하였다.The furnace was made of alumina material.

퍼니스 밀봉 단계 : 퍼니스의 상부 개방부 알루미나 소재로 된 뚜껑을 덮고 밀봉부재를 이용하여, 기체의 출입이 완전히 차단되도록 밀봉하였다.Furnace sealing step: A lid made of alumina was covered at the upper opening of the furnace and sealed using a sealing member to completely block the inflow and outflow of gas.

마이크로파 조사단계 : 퍼니스에 1000MHz의 마이크로파를 700W 출력으로 10 ~ 30초 동안 조사하였다. 마이크로파를 조사하는 동안 퍼니스의 내부 압력은 1.2bar로 유지하였다.Microwave irradiation step: 1000 MHz microwave was irradiated to the furnace with an output of 700 W for 10 to 30 seconds. During microwave irradiation, the internal pressure of the furnace was maintained at 1.2 bar.

마이크로파 조사 중단 단계 : 마이크로파 조사에 의한 가열을 중단하고, 퍼니스의 뚜껑을 열었다. 추가로 퍼니스 내부의 기체를 일부 배출하였다.Step of stopping microwave irradiation: Heating by microwave irradiation was stopped, and the lid of the furnace was opened. Additionally, some of the gas inside the furnace was discharged.

상기 퍼니스 밀봉단계, 마이크로파 조사단계, 기체 배출단계를 동일한 조건으로 2회 추가로 반복 수행하였다.The furnace sealing step, the microwave irradiation step, and the gas discharge step were additionally repeated twice under the same conditions.

상기 공정에 따라 그래핀 플레이크 18g을 수득하였다.According to the above process, 18 g of graphene flakes were obtained.

실시예 2Example 2

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 퍼니스에 마이크로파를 조사할 때마다 퍼니스의 내부 압력을 점차적으로 증가시켜 1차 가열 시 1.2bar, 2차 가열 시 1.6bar, 3차 가열 시 2.0bar로 하였다.It was performed in the same manner as in Example 1, but the internal pressure of the furnace was gradually increased each time the furnace was irradiated with microwaves to 1.2 bar during the first heating, 1.6 bar during the second heating, and 2.0 bar during the third heating.

상기 공정에 따라 그래핀 플레이크 18g을 수득하였다.According to the above process, 18 g of graphene flakes were obtained.

실시예 3Example 3

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 퍼니스에 마이크로파를 조사할 때마다 퍼니스의 내부 압력을 점차적으로 증가시켜 1차 조사 시 1.2bar, 2차 조사 시 1.6bar, 3차 조사 시 2.0bar로 유지하였다. 또한 2차, 3차 마이크로파 조사 전에 사이클로헥세인 유기용매를 박리증진제로서 팽창흑연에 분무하여 웨팅 시켜 전처리를 하였으며, 분무하는 박리증진제의 양은 마이크로파 2차 조사 시보다 3차 조사 시에 더 많게 하였다.It was performed in the same manner as in Example 1, but the internal pressure of the furnace was gradually increased each time the furnace was irradiated with microwaves, and maintained at 1.2 bar during the first irradiation, 1.6 bar during the second irradiation, and 2.0 bar during the third irradiation. . In addition, before the 2nd and 3rd microwave irradiation, a cyclohexane organic solvent was sprayed and wetted on the expanded graphite as a peel enhancer for pretreatment, and the amount of the peel enhancer sprayed was higher during the third irradiation than during the second microwave irradiation.

상기 공정에 따라 그래핀 플레이크 18g을 수득하였다.According to the above process, 18 g of graphene flakes were obtained.

비교예 1Comparative Example 1

팽창성 흑연 장입 단계 : 황산(H2SO4)에 침지한 팽창성 흑연 20g 준비하고, 상부가 개방된 원통형 퍼니스 내부 바닥의 중앙에 상기 팽창성 흑연을 장입하였다.Expandable graphite charging step: 20 g of expandable graphite immersed in sulfuric acid (H2SO4) was prepared, and the expandable graphite was charged into the center of the inner bottom of a cylindrical furnace with an open top.

퍼니스는 알루미나 소재로 이루어진 것을 사용하였다.The furnace was made of alumina material.

마이크로파 조사단계 : 퍼니스에 1000MHz의 마이크로파를 700W 출력으로 60초 동안 조사한 후 마이크로파 처리된 흑연 19g을 수득하였다.Microwave irradiation step: 19 g of microwave-treated graphite was obtained after irradiating the furnace with 1000 MHz microwave at 700 W output for 60 seconds.

비교예 2Comparative Example 2

팽창성 흑연 장입 단계 : 황산(H2SO4)에 침지한 팽창성 흑연 20g을 준비하고, 상부가 개방된 원통형 퍼니스 내부 바닥의 중앙에 상기 팽창성 흑연을 장입하였다.Expandable graphite charging step: 20 g of expandable graphite immersed in sulfuric acid (H2SO4) was prepared, and the expandable graphite was charged into the center of the inner bottom of a cylindrical furnace with an open top.

퍼니스는 알루미나 소재로 이루어진 것을 사용하였다.The furnace was made of alumina material.

퍼니스 밀봉 단계 : 퍼니스의 상부 개방부 알루미나 소재로 된 뚜껑을 덮고 밀봉부재를 이용하여, 기체의 출입이 완전히 차단되도록 밀봉하였다.Furnace sealing step: A lid made of alumina was covered at the upper opening of the furnace and sealed using a sealing member to completely block the inflow and outflow of gas.

마이크로파 조사단계 : 퍼니스에 1000MHz의 마이크로파를 700W 출력으로 60초 동안 조사한 후 마이크로파 처리된 흑연 19g을 수득하였다.Microwave irradiation step: 19 g of microwave-treated graphite was obtained after irradiating the furnace with 1000 MHz microwave at 700 W output for 60 seconds.

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 1 내지 3의 그래핀과 비교예 1에서 마이크로파 처리된 흑연의 특성을 비교하여 하기 표 1에 나타내었다.Characteristics of the graphene of Examples 1 to 3 and the microwave-treated graphite of Comparative Example 1 are compared and are shown in Table 1 below.

Figure 112021016498364-pat00001
Figure 112021016498364-pat00001

실험 결과, 비교예 1의 경우 유의미한 수준의 그래핀 플레이크가 형성되지 않으며, 비교예 2의 경우 흑연의 일부만 그래핀 플레이크로 박리되었다.As a result of the experiment, in the case of Comparative Example 1, a significant level of graphene flakes were not formed, and in the case of Comparative Example 2, only a portion of the graphite was exfoliated into graphene flakes.

반면, 실시예 1 내지 3의 경우, 높은 순도의 그래핀 플레이크를 수득할 수 있었으며, 그 중에서도 퍼니스 내부 압력을 점차로 증가시키면서, 박리증진제로 전처리한 실시예 3의 경우 두께 50nm이하 플레이크가 73중량%로 가장 품질이 우수한 것으로 나타났다.On the other hand, in the case of Examples 1 to 3, it was possible to obtain graphene flakes of high purity, and among them, in the case of Example 3, in which the pressure inside the furnace was gradually increased and pretreated with the exfoliation enhancer, the flakes having a thickness of 50 nm or less were 73% by weight was found to be of the highest quality.

상기 결과로부터, 일부 그래핀 박리가 이루어진 흑연은 동일 조건에서 마이크로파를 조사하는 것보다, 압력을 점차로 증가시키면서 박리증진제로 전처리를 한 후 마이크로파를 조사할 경우, 박리 효과가 더욱 증진되는 알 수 있었다.From the above results, it can be seen that the exfoliation effect of the graphite, in which some graphenes are exfoliated, is further enhanced when irradiated with microwaves after pretreatment with an exfoliation promoter while gradually increasing the pressure, rather than irradiated with microwaves under the same conditions.

실험예 2Experimental Example 2

상기 실시예 3의 그래핀 플레이크를 에탄올 용매에 분산시킨 후 30분 간 초음파 처리하여 세척한 후 2시간 동안 60℃ 온도에서 건조하였다. 건조 후 그래핀 플레이크의 순도는 99.6%였다.The graphene flakes of Example 3 were dispersed in an ethanol solvent, washed with ultrasonic waves for 30 minutes, and then dried at 60° C. for 2 hours. The purity of the graphene flakes after drying was 99.6%.

위 결과로부터 그래핀 플레이크 제조 후 에탄올 용매에 분산시킨 후 초음파 처리하여 세척할 경우, 그래핀 플레이크에 일부 잔류하는 불순물이 제거되어 더욱높은 순도를 달성할 수 있다는 것을 알 수 있었다.From the above results, it can be seen that when the graphene flakes are prepared, dispersed in an ethanol solvent, and then ultrasonicated and washed, impurities partially remaining in the graphene flakes can be removed to achieve higher purity.

본 발명에 의한 그래핀 플레이크 금속 복합체 제조방법은, 상기와 같은 제조방법에 의해 제조되는 그래핀 플레이크에 금속 전구체 분말을 혼합하여 혼합 분말을 만들고, 혼합 분말을 소결하여 그래핌 플레이크 금속 복합체를 제조한다. 혼합 비율은 상기 s6 단계에서 수득한 그래핀 플레이크 100중량부와 금속전구체 분말 100 ~ 200 중량부를 혼합하여 혼합분말을 제조한다.In the method for manufacturing a graphene flake metal composite according to the present invention, a graphene flake metal composite is prepared by mixing a metal precursor powder with a graphene flake prepared by the manufacturing method as described above to form a mixed powder, and sintering the mixed powder. . The mixing ratio is to prepare a mixed powder by mixing 100 parts by weight of the graphene flakes obtained in step s6 and 100 to 200 parts by weight of the metal precursor powder.

상기 금속 전구체 분말은, 주석, 티타늄, 구리, 금, 니켈 및, 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 금속 전구체 분말로 형성된 것을 이용할 수 있다.The metal precursor powder may be formed of a metal precursor powder containing at least one metal selected from the group consisting of tin, titanium, copper, gold, nickel, and magnesium.

상기와 같이 건습식 그래핀 플레이크에 금속 전구체 분말을 혼합하여 혼합분말로서 그래핀 플레이크 금속복합체를 제조할 수 있다. 혼합 비율을 추적하기 위하여 도 1 내지 도 3과 같은 분석을 수행하였다.As described above, a graphene flake metal composite may be prepared as a mixed powder by mixing the metal precursor powder with the dry/wet type graphene flake. In order to track the mixing ratio, analysis as shown in FIGS. 1 to 3 was performed.

이 결과 팽창성 흑연과 금속 전구체 비율에 따라 전기 전도도가 달라지는 것을 알 수 있다.As a result, it can be seen that the electrical conductivity varies depending on the ratio of the expandable graphite and the metal precursor.

여기서 GSC-10 : 팽창성 흑연, 금속전구체 (1:10 비율), GSC-30 : 팽창성 흑연, 금속전구체(9 : 20 비율), GSC-50 : 팽창성 흑연, 금속전구체 (1 : 1비율), GSC-100 : 팽창 흑연 합성 시료(금속전구체 함량X)를 나타낸다.Here, GSC-10: expandable graphite, metal precursor (1:10 ratio), GSC-30: expandable graphite, metal precursor (9:20 ratio), GSC-50: expandable graphite, metal precursor (1:1 ratio), GSC -100: Represents the expanded graphite synthetic sample (metal precursor content X).

도 1의 SEM 분석 및 도 2의 OM 분석에 의하면, 팽창성 흑연 대비 금속 전구체의 혼합 비율에 따라 서로 다른 상태를 나타냄을 알 수 있다. 도 2에서와 같이 검은색 부분의 건습식 그래핀 플레이크를 나타내고, GSC_10의 회색부분이 금속 복합체를 나타낸다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 금속 복합체 비율이 증가할 수록 건습식 그래핀 사이의 금속 전구체가 불규칙하게 붙어 있음을 알수 있다.According to the SEM analysis of FIG. 1 and the OM analysis of FIG. 2 , it can be seen that different states are displayed depending on the mixing ratio of the expandable graphite to the metal precursor. As shown in FIG. 2, the black part represents the dry and wet graphene flake, and the gray part of GSC_10 represents the metal composite. Referring to FIGS. 1 and 2 , it can be seen that as the ratio of the metal composite increases, the metal precursors between wet and dry graphene are irregularly attached.

금속 전구체의 함량에 따라 전기전도도가 달라지는데, 도 3의 표와 같이, GSC-10 > GSC-30 > GSC-50 > GSC-100의 전기 저항이 높은 것을 알 수 있다. GSC-10:(팽창성 흑연, 금속전구체(1:10비율), 금속 전구체의 함량이 가장 높고, 팽창성 흑연의 양이 적기 때문에 상대적으로 전기적 특성이 낮다.(전기 전도도, 저항의 경우 도 3의 표와 같다.) GSC-30 : 팽창성 흑연, 금속 전구체(9 : 20 비율), GSC-50 : 팽창성 흑연, 금속 전구체(1 : 1 비율), 팽창성 흑연의 양과 금속 전구체의 양이 동일하며, 상기 GSC-10, GSC-30과 비교하였을때, 전도성이 큰 팽창성 흑연의 양이 많기 때문에 금속 복합체 중 전기전도도가 가장 높고, 저항이 가장 낮다. GSC-100 : 팽창성 흑연 합성시료(금속 전구체 X), 즉, 마이크로 에이브에서 고 에너지 조사에 의해 제조된 건습식 그래핀 플레이크 자체이다.Electrical conductivity varies depending on the content of the metal precursor, and as shown in the table of FIG. GSC-10: (expandable graphite, metal precursor (1:10 ratio), the highest content of metal precursor and relatively low electrical properties due to the small amount of expandable graphite. (In the case of electrical conductivity and resistance, the table in FIG. 3 Same as) GSC-30: expandable graphite, metal precursor (9: 20 ratio), GSC-50: expandable graphite, metal precursor (1: 1 ratio), the amount of expandable graphite and metal precursor are the same, the GSC Compared to -10 and GSC-30, it has the highest electrical conductivity and the lowest resistance among metal composites because of the large amount of expandable graphite with high conductivity GSC-100: Expandable graphite synthetic sample (metal precursor X), namely , is the wet and dry graphene flake itself prepared by high-energy irradiation in microave.

따라서, 상기와 같은 SEM 분석과, OM 분석 및 금속 전구체 함량에 따른 전기 전도도와 저항치의 비교를 참조하여 S7단계의 건습식 그래핀 플레이크와 금속 전구체 분말의 혼합 비율은, 건습식 그래핀 플레이크 100중량부에 대해서 금속 전구체 분말 100 ~ 200중량부의 혼합 비율이 전기전도도와 저항치에 대한 적합한 수율을 얻을 수 있음을 알 수 있다.Therefore, referring to the above SEM analysis, OM analysis, and comparison of electrical conductivity and resistance according to the metal precursor content, the mixing ratio of the dry and wet graphene flakes and the metal precursor powder in step S7 is 100 weights of wet and dry graphene flakes It can be seen that a mixing ratio of 100 to 200 parts by weight of the metal precursor powder can obtain a suitable yield for electrical conductivity and resistance.

한편, 상기 s7 단계에서는 그래핀 플레이크와 금속 전구체 혼합 분말을 혼합하는 단계에서, 메탈 커플링 에이젼트를 소량 투입하여 반응 교반을 시킬수 있다. 이는 선택적인 방법이고, 메탈 커플링 에이젼트는, 그래핀 플레이크와 금속 전구체 분말 계면간의 친화력 및 반응성을 높이기 위하여 금속산화물계(C 60 H 123 O 15 P 3 Ti) 나노 커플링 에이젼트(Nano Coupling Agent)를 중량 100% 중량당비에서 0.3중량%~0.6중량% 첨가할 수 있다.Meanwhile, in the step s7, in the step of mixing the graphene flakes and the metal precursor mixed powder, a small amount of a metal coupling agent may be added to stir the reaction. This is an optional method, and the metal coupling agent is a metal oxide (C 60 H 123 O 15 P 3 Ti) nano coupling agent to increase the affinity and reactivity between the graphene flake and the metal precursor powder interface. may be added in an amount of 0.3% to 0.6% by weight in a weight ratio of 100%.

또한, 상기 s8 단계에서는 상기 그래핀 플레이크 금속 전구체 혼합 분말을 소결시켜 그래핀 플레이크 금속복합체를 제조한다. 소결된 그래핀 플레이크 금속 복합체를 분쇄 가공하여 파우더(Powder), 시트(Sheet), 필름(Film) 또는 바(Bar) 중 어느 하나의 제품으로 제품화할 수 있다.In addition, in step s8, the graphene flake metal precursor mixture powder is sintered to prepare a graphene flake metal composite. The sintered graphene flake metal composite can be pulverized and commercialized into any one of a powder, sheet, film, or bar product.

Claims (9)

팽창성 흑연을 준비하는 단계(s1);
상기 팽창성 흑연을 퍼니스 내부에 장입하는 단계(s2);
상기 퍼니스를 밀봉하는 단계(s3);
상기 퍼니스에 마이크로파를 조사하여 상기 팽창성 흑연을 가열하는 단계(s4);
상기 마이크로파 조사를 중단하여 상기 팽창성 흑연의 온도를 유지 또는 하강시키는 단계(s5);
상기 s4 내지 s5 단계를 탄소성분 기준 순도 95중량% 이상의 그래핀 플레이크를 수득할 때까지 반복하는 단계(s6);
상기 s6 단계에서 수득한 그래핀 플레이크 100중량부와 금속전구체 분말 100 ~ 200 중량부를 혼합하여 혼합분말을 제조하는 단계(s7); 를 포함하고,
상기 s2 내지 s4 단계 이전에 상기 팽창성 흑연을 분쇄 장비를 이용하여 분쇄하여 전처리하는 단계를 추가로 포함하고,
상기 s4 단계는 상기 퍼니스 내부의 압력을 1.2 내지 10 bar로 유지하고, 상기 퍼니스 내부가 요구하는 압력에 도달하고 유지되도록 하기위해 추가적으로 불활성 기체를 충전하여 수행되며,
상기 s5 단계는 상기 퍼니스의 내부의 압력을 반복회수에 따라 점차적으로 증가시키면서 수행되고,
상기 s7 단계는 상기 그래핀 플레이크와 상기 금속 전구체 분말의 혼합 분말 100% 중량당비 0.3중량%~0.6중량%의 메탈 커플링 에이전트를 첨가하며 수행되는 것인
그래핀 플레이크 금속복합체의 제조방법.
Preparing expandable graphite (s1);
charging the expandable graphite into a furnace (s2);
sealing the furnace (s3);
heating the expandable graphite by irradiating the furnace with microwaves (s4);
maintaining or lowering the temperature of the expandable graphite by stopping the microwave irradiation (s5);
Repeating steps s4 to s5 until graphene flakes having a purity of 95% by weight or more based on carbon components are obtained (s6);
preparing a mixed powder by mixing 100 parts by weight of the graphene flakes obtained in step s6 and 100 to 200 parts by weight of the metal precursor powder (s7); including,
Further comprising the step of pulverizing and pre-treating the expandable graphite using pulverization equipment before the steps s2 to s4,
The step s4 is performed by maintaining the pressure inside the furnace at 1.2 to 10 bar and additionally filling inert gas to reach and maintain the required pressure inside the furnace,
The step s5 is performed while gradually increasing the pressure inside the furnace according to the number of repetitions,
The step s7 is performed by adding a metal coupling agent of 0.3% to 0.6% by weight per 100% weight of the mixed powder of the graphene flake and the metal precursor powder.
Manufacturing method of graphene flake metal composite.
제1항에 있어서,
상기 팽창성 흑연은 산(acid) 또는 질소화합물로 이루어진 군에서 선택된 1 종 또는 2종 이상을 포함하는 휘발성 물질에 침지하여 제조된 것인 그래핀 플레이크 금속복합체의 제조방법.
According to claim 1,
The expandable graphite is a method for producing a graphene flake metal composite prepared by immersing in a volatile material containing one or two or more selected from the group consisting of an acid or a nitrogen compound.
제1항에 있어서,
상기 퍼니스는 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 뮬라이트(mullite), SiC 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 세라믹 재질로 이루어진 것인 그래핀 플레이크 금속복합체의 제조방법.
According to claim 1,
The furnace is a graphene flake metal composite made of one or more ceramic materials selected from the group consisting of alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), mullite, SiC and Si 3 N 4 Manufacturing method of.
제1항에 있어서,
상기 금속 전구체 분말은, 주석, 티타늄, 구리, 금, 니켈 및, 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 금속 전구체 분말로 형성되는 것인 그래핀 플레이크 금속복합체의 제조방법.
According to claim 1,
The metal precursor powder is formed of a metal precursor powder containing at least one metal selected from the group consisting of tin, titanium, copper, gold, nickel, and magnesium. Method for producing a graphene flake metal composite.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 s5 단계는,
마이크로파를 조사하기 전에 탄소수가 6 내지 8인 탄화수소로 이루어진 박리증진제를 팽창성 흑연에 분무하여 전처리하는 단계를 추가로 포함하는 것인 그래핀 플레이크 금속복합체의 제조방법.
According to claim 1,
In step s5,
A method for producing a graphene flake metal composite, further comprising the step of pre-treating expandable graphite by spraying an exfoliation enhancer composed of a hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms before irradiating microwaves.
제1항 내지 제4항 및 제7항중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 그래핀 플레이크 금속복합체.
A graphene flake metal composite prepared by the method of any one of claims 1 to 4 and 7.
제8항에 있어서,
상기 그래핀 플레이크 금속복합체는 그래핀 플레이크의 순도가 99중량% 이상인 것인 그래핀 플레이크 금속복합체.
According to claim 8,
The graphene flake metal composite is a graphene flake metal composite in which the purity of the graphene flake is 99% by weight or more.
KR1020210018298A 2021-02-09 2021-02-09 Wet-dry hybrid method of preparing graphene flake metal composite and graphene flake metal composite composition prepared by the same KR102530783B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210018298A KR102530783B1 (en) 2021-02-09 2021-02-09 Wet-dry hybrid method of preparing graphene flake metal composite and graphene flake metal composite composition prepared by the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210018298A KR102530783B1 (en) 2021-02-09 2021-02-09 Wet-dry hybrid method of preparing graphene flake metal composite and graphene flake metal composite composition prepared by the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220114814A KR20220114814A (en) 2022-08-17
KR102530783B1 true KR102530783B1 (en) 2023-05-11

Family

ID=83110328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210018298A KR102530783B1 (en) 2021-02-09 2021-02-09 Wet-dry hybrid method of preparing graphene flake metal composite and graphene flake metal composite composition prepared by the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102530783B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015229619A (en) * 2014-06-05 2015-12-21 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 Complex between titanium dioxide and graphene, and production method therefor
KR101728376B1 (en) 2009-08-10 2017-04-19 바텔리 메모리얼 인스티튜트 Self assembled multi-layer nanocomposite of graphene and metal oxide materials
JP2018530495A (en) 2015-06-30 2018-10-18 アルベマール・コーポレーシヨン Halogenated graphene nanoplatelets and their production and use

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101114414B1 (en) * 2010-04-27 2012-02-22 연세대학교 산학협력단 Method for forming graphene nano sheet
KR101689337B1 (en) 2015-03-24 2016-12-23 전남대학교산학협력단 A method for producing graphene with rapid expansion and graphene made thereby
KR101891586B1 (en) 2016-03-03 2018-08-28 주식회사 엘엠에스 Manufacturing Method of Graphene
EP3523849A4 (en) * 2016-10-07 2020-05-13 Kratos LLC Graphite and group iva composite particles and methods of making
KR102067716B1 (en) * 2017-02-28 2020-01-17 주식회사 엘지화학 Preparation method of N-doped graphene, preparation method of Sulfur-graphene composite, and anode of Lithium-Sulfur battery comprising the same
US11312630B2 (en) * 2018-02-08 2022-04-26 Tunghsu Technology Group Co., Ltd. Modification method for graphene, modified graphene, and composition containing graphene

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101728376B1 (en) 2009-08-10 2017-04-19 바텔리 메모리얼 인스티튜트 Self assembled multi-layer nanocomposite of graphene and metal oxide materials
JP2015229619A (en) * 2014-06-05 2015-12-21 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 Complex between titanium dioxide and graphene, and production method therefor
JP2018530495A (en) 2015-06-30 2018-10-18 アルベマール・コーポレーシヨン Halogenated graphene nanoplatelets and their production and use

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220114814A (en) 2022-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10850496B2 (en) Chemical-free production of graphene-reinforced inorganic matrix composites
Ji et al. Electromagnetic shielding behavior of heat-treated Ti3C2TX MXene accompanied by structural and phase changes
WO2020004600A1 (en) Aggregate boron nitride particles, boron nitride powder, production method for boron nitride powder, resin composition, and heat dissipation member
TW201827383A (en) Boron nitride aggregated grain, method for producing same, and thermally conductive resin composition using same
KR101114414B1 (en) Method for forming graphene nano sheet
Shen et al. Anisotropic electrical conductivity in polymer derived ceramics induced by graphene aerogels
KR101438027B1 (en) Method of preparing high quality graphene using acr discharge and high quality graphene using the same
Silvain et al. A review of processing of Cu/C base plate composites for interfacial control and improved properties
KR101689337B1 (en) A method for producing graphene with rapid expansion and graphene made thereby
CN110157931B (en) Nano carbon reinforced metal matrix composite material with three-dimensional network structure and preparation method thereof
Gao et al. Preparation of graphene by electrical explosion of graphite sticks
Gao et al. Highly improved microwave absorbing and mechanical properties in cold sintered ZnO by incorporating graphene oxide
JP2000169125A (en) Graphite material and its production
CN111137879A (en) Method for preparing graphene heat dissipation film by using self-propagating stripping technology
WO2014117434A1 (en) Method for preparing graphene through rapid thermal treatment in air atmosphere
CN109112504B (en) Graphene/copper composite material and preparation and application thereof
Wu et al. Borophene reinforcing copper matrix composites: Preparation and mechanical properties
WO2018061830A1 (en) Graphite molded article production method
KR101797671B1 (en) Manufacturing method of Ag-carbon nanocomposite for heat dissipation, and Ag-carbon nanocomposite obtained thereof, and uses thereof
KR102530783B1 (en) Wet-dry hybrid method of preparing graphene flake metal composite and graphene flake metal composite composition prepared by the same
KR101573241B1 (en) Three-dimensional Grapheene Structure and Manufacturing method of Thereof and Elctrode using thereof
Brillon et al. Anisotropic thermal conductivity and enhanced hardness of copper matrix composite reinforced with carbonized polydopamine
KR102415110B1 (en) Wet-dry hybrid method of preparing graphene flake and graphene flake prepared by the same
KR102415100B1 (en) Wet-dry hybrid method of preparing graphene flake composition and graphene flake composition prepared by the same
KR20160132730A (en) Manufacturing process of graphene coated metal fine structures

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right