KR102661021B1 - Infrared transmission lens powder and infrared transmission lens - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 적외성 투과 렌즈용 분말은, 하기의 복수의 황화아연 입자를 포함하고, 상기 황화아연 입자는 하기의 분자식으로 표현되고, 상기 Y/X의 비는 내지 이다.
[분자식]
ZnxSy
실시예에 따른 적외선 투과 렌즈는 8㎛ 내지 12㎛ 파장 영역의 적외선을 투과하고, 상기 적외선 투과 렌즈는 8㎛ 내지 10㎛에서의 적외선 투과율이 69% 이상이다.The powder for an infrared transmission lens according to an example includes a plurality of zinc sulfide particles below, the zinc sulfide particles are represented by the following molecular formula, and the ratio of Y/X is from to.
[Molecular formula]
Z n x S y
The infrared transmitting lens according to the embodiment transmits infrared rays in the 8㎛ to 12㎛ wavelength range, and the infrared transmitting lens has an infrared transmittance of 69% or more in the 8㎛ to 10㎛ wavelength range.
Description
실시예는 적외선 투과율을 향상시킬 수 있는 적외선 투과 렌즈용 분말 및 이를 포함하는 적외선 투과 렌즈에 관한 것이다.The embodiment relates to an infrared transmitting lens powder capable of improving infrared transmittance and an infrared transmitting lens containing the same.
적외선 감지 장치는 대상체로부터 방출되는 적외선을 감지하는 장치로, 이중에서 열 영상 감지 장치는 대상체로부터 방출되는 적외선을 감지한 후 디스플레이 장치를 통해 사용자가 인식할 수 있도록 하는 가시광선으로 영상화하는 장치이다.An infrared detection device is a device that detects infrared rays emitted from an object. Among them, a thermal image detection device is a device that detects infrared rays emitted from an object and then images them into visible light that can be recognized by the user through a display device.
이러한 적외선 감지 장치는 적외선을 투과하는 렌즈와 함께 군수분야 또는 민간 분야에서 야간투시경, 차량용 나이트 비전, 보안/감시 카메라 등의 열화상 카메라 시스템에 적용되고 있다.These infrared detection devices, along with lenses that transmit infrared rays, are being applied to thermal imaging camera systems such as night vision goggles, vehicle night vision, and security/surveillance cameras in the military or civilian fields.
특히, 최근 들어 스마트폰에 장착하여 사용할 수 있는 수준으로 크기가 작아진 외장형 적외선 카메라가 상용화되면서 향후 적외선 카메라 모듈은 다양한 종류의 이동 전자기기에 내장될 수 있도록 크기가 작아질 것이며, 이와 동시에 열 화상의 해상도 역시 높아질 것으로 예측되고 있다.In particular, with the recent commercialization of external infrared cameras that have become so small that they can be mounted on smartphones, future infrared camera modules will be reduced in size so that they can be embedded in various types of mobile electronic devices. At the same time, thermal imaging The resolution is also expected to increase.
이러한 적외선 투과 렌즈는 적외선을 투과시키는 재료를 이용하여 제조된다. 예를 들어, 상기 적외선 투과 렌즈는 적외선을 투과시킬 수 있는 게르마늄, 실리콘, 황화아연등을 잉곳 형태로 결정성장한 후, 이를 렌즈 형상으로 가공하여 적외선 투과 렌즈를 제조할 수 있다.These infrared transmitting lenses are manufactured using materials that transmit infrared rays. For example, the infrared transmission lens can be manufactured by growing germanium, silicon, zinc sulfide, etc. that can transmit infrared rays into crystals in the form of an ingot and then processing it into a lens shape.
한편, 적외선 투과 렌즈는 적외선의 투과율이 높아야 하며, 이러한 적외선 투과율은 적외선 투과 렌즈를 구성하는 물질 및 불순물 등과 관련이 있다,Meanwhile, an infrared transmitting lens must have a high infrared transmittance, and this infrared transmittance is related to the materials and impurities that make up the infrared transmitting lens.
적외선 투과 렌즈를 구성하고 있는 물질에 다량의 불순물이 포함되는 경우, 적외선 투과 렌즈의 투과율이 저하될 수 있는 문제점이 있다.If the material constituting the infrared transmission lens contains a large amount of impurities, there is a problem that the transmittance of the infrared transmission lens may be reduced.
따라서, 적외선 투과 렌즈의 투과율을 향상시킬 수 있는 적외선 투과 렌즈에 적합한 물질 및 불순물을 제어할 필요성이 요구된다.Therefore, there is a need to control materials and impurities suitable for an infrared transmission lens that can improve the transmittance of the infrared transmission lens.
실시예는 향상된 적외선 투과율을 가지는 적외선 투과 렌즈용 분말 및 이를 포함하는 적외선 투과 렌즈를 제공하고자 한다.The embodiment seeks to provide a powder for an infrared transmission lens having improved infrared transmittance and an infrared transmission lens containing the same.
실시예에 따른 적외성 투과 렌즈용 분말은, 하기의 복수의 황화아연 입자를 포함하고, 상기 황화아연 입자는 하기의 분자식으로 표현되고, 상기 Y/X의 비는 내지 이다.The powder for an infrared transmission lens according to an example includes a plurality of zinc sulfide particles below, the zinc sulfide particles are represented by the following molecular formula, and the ratio of Y/X is from to.
[분자식][Molecular formula]
ZnxSy Z n x S y
실시예에 따른 황화아연 분말 제조방법은, 황 전구체 및 아연 전구체를 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 단계; 상기 혼합 분말을 합성하는 단계; 상기 혼합 분말을 건조하여 황화아연 분말을 형성하는 단계; 및 상기 황화아연 분말을 후처리하는 단계를 포함하고, 상기 황화아연 분말을 후처리 하는 단계는, 상기 황화아연 분말을 산화반응 시키거나 또는 상기 황화아연 분말을 열처리 하는 단계를 포함한다.A method for producing zinc sulfide powder according to an embodiment includes mixing a sulfur precursor and a zinc precursor to form a mixed powder; synthesizing the mixed powder; drying the mixed powder to form zinc sulfide powder; and post-treating the zinc sulfide powder, wherein the post-treating the zinc sulfide powder includes subjecting the zinc sulfide powder to an oxidation reaction or heat-treating the zinc sulfide powder.
실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말 및 이를 포함하는 적외선 투과 렌즈는 적외선의 투과율을 향상시킬 수 있다.The infrared transmitting lens powder according to the embodiment and the infrared transmitting lens containing the same can improve the transmittance of infrared rays.
자세하게, 적외선 투과 렌즈용 분말을 제조할 때, 적외선 투과율에 영향을 주는 황화아연 분말에서의 황의 몰비와 황화아연 분말에서의 불순물의 농도를 감소시킬 수 있다.In detail, when manufacturing a powder for an infrared transmitting lens, the molar ratio of sulfur in the zinc sulfide powder and the concentration of impurities in the zinc sulfide powder that affect the infrared transmittance can be reduced.
이에 따라, 황, 불순물 및 산소가 결합되고, 이러한 결합이 특정 파장 영역에서 적외선을 흡수하는 것을 최소화할 수 있다.Accordingly, sulfur, impurities and oxygen are combined, and this combination can minimize the absorption of infrared rays in a specific wavelength range.
따라서, 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말 및 이를 포함하는 적외선 투과 렌즈는 특정 파장 영역에서의 적외선이 불순물 등의 결합 물질에 흡수되는 것을 감소시킬 수 있고, 이에 의해 적외선 투과 렌즈의 적외선 투과율을 향상시킬 수 있다.Therefore, the infrared transmitting lens powder according to the embodiment and the infrared transmitting lens containing the same can reduce the absorption of infrared rays in a specific wavelength region by binding materials such as impurities, thereby improving the infrared transmittance of the infrared transmitting lens. You can do it.
도 1은 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말을 제조하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말의 일 단면도를 도시한 도면이다.
도 3은 원재료의 전구체의 황과 아연의 몰비를 다르게 하여 제조되는 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말의 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 특정 파장 영역에서의 적외선 투과 렌즈용 분말의 투과율을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말을 소결하는 공정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말의 소결 공정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a process for manufacturing powder for an infrared transmission lens according to an embodiment.
Figure 2 is a cross-sectional view of a powder for an infrared transmission lens according to an embodiment.
Figure 3 is a diagram for explaining the characteristics of powder for an infrared transmission lens according to an embodiment manufactured by varying the molar ratio of sulfur and zinc in the precursor of the raw material.
Figure 4 is a diagram for explaining the transmittance of powder for an infrared transmission lens in a specific wavelength region.
Figures 5 and 6 are diagrams for explaining a process for sintering powder for an infrared transmission lens according to an embodiment.
Figure 7 is a diagram for explaining a sintering process of powder for an infrared transmission lens according to an embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in various different forms, and as long as it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components may be optionally used between the embodiments. It can be used by combining and replacing.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, are generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. It can be interpreted as meaning, and the meaning of commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted by considering the contextual meaning of the related technology.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한개이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다. Additionally, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular may also include the plural unless specifically stated in the phrase, and when described as “at least one (or more than one) of A, B, and C,” it can be combined with A, B, and C. It can contain one or more of all possible combinations.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. Additionally, when describing the components of an embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the component.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. And, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to that other component, but also is connected to that component. It may also include cases where other components are 'connected', 'coupled', or 'connected' by another component between them.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. Additionally, when described as being formed or disposed "on top or bottom" of each component, top or bottom refers not only to cases where two components are in direct contact with each other, but also to one This also includes cases where another component described above is formed or placed between two components.
또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.Additionally, when expressed as “up (above) or down (down),” it can include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
이하에서는 도면들을 참조하여, 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings, powder for an infrared transmission lens according to an embodiment will be described in detail.
실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말을 황화아연 분말을 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말은 황화아연 분말의 황과 아연의 몰비를 제어할 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말은 황화아연 분말의 황과 아연의 몰비(S/Zn)를 0.5 내지 1.2로 제어할 수 있다.The powder for an infrared transmission lens according to an embodiment may include zinc sulfide powder. In addition, the powder for an infrared transmission lens according to the embodiment can control the molar ratio of sulfur and zinc in the zinc sulfide powder. In detail, the powder for an infrared transmission lens according to an embodiment can control the molar ratio of sulfur and zinc (S/Zn) of the zinc sulfide powder to 0.5 to 1.2.
자세하게, 상기 황화아연 분말은 황의 몰비를 감소시키고, 황화아연 분말의 불순물의 농도를 감소시켜, 황과 불순물에 의해 황화아연 분말에 의해 제조되는 적외선 투과 렌즈의 투과율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.In detail, the zinc sulfide powder reduces the molar ratio of sulfur and the concentration of impurities in the zinc sulfide powder, thereby preventing the transmittance of the infrared transmission lens manufactured by zinc sulfide powder from being reduced by sulfur and impurities.
실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말은 이하의 혼합 및 합성 공정을 통해 제조될 수 있으며, 이하에서 상세하게 설명한다.The powder for an infrared transmitting lens according to an example can be manufactured through the following mixing and synthesis process, and will be described in detail below.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말은 복수의 공정을 통해 제조될 수 있다.Referring to FIG. 1, the powder for an infrared transmission lens according to an embodiment may be manufactured through a plurality of processes.
자세하게, 상기 적외선 투과 렌즈용 분말은 원재료 혼합단계(ST10), 수열 합성 단계(ST20), 필터링 단계(ST30), 건조단계(ST40) 및 후처리 단계(ST50)를 포함할 수 있다.In detail, the powder for an infrared transmission lens may include a raw material mixing step (ST10), a hydrothermal synthesis step (ST20), a filtering step (ST30), a drying step (ST40), and a post-processing step (ST50).
상기 원재료 혼합단계(ST10)에서는 상기 적외선 투과 렌즈용 분말 예를 들어, 황화아연 분말의 원재료를 준비한 후, 상기 원재료를 혼합할 수 있다.In the raw material mixing step (ST10), raw materials for the infrared transmission lens powder, for example, zinc sulfide powder, may be prepared and then mixed.
상기 적외선 투과 렌즈용 분말은 예를 들어, 황화아연 분말을 형성하기 위해 아연 전구체(Zn precursor)로서 황산아연수산화물(ZnSO4·7H2O)을 포함할 수 있고, 황 전구체(S precursor)로서 황화나트륨수산화물(Na2S·9H2O)을 포함할 수 있다.For example, the powder for an infrared transmission lens may include zinc sulfate hydroxide (ZnSO 4 ·7H 2 O) as a zinc precursor (Zn precursor) to form zinc sulfide powder, and sulfide as a sulfur precursor (S precursor). It may contain sodium hydroxide (Na 2 S·9H 2 O).
상기 아연 전구체 및 상기 황 전구체는 용매를 이용한 습식 혼합 공정 또는 용매를 이용하지 않은 건식 혼합 공정으로 서로 혼합될 수 있다.The zinc precursor and the sulfur precursor may be mixed with each other through a wet mixing process using a solvent or a dry mixing process without using a solvent.
상기 아연 전구체 및 상기 황 전구체는 볼 밀(ball mill), 어트리션 밀(attrition bill) 등의 방법으로 혼합하여 체(sieve)를 이용하여 걸려져서 혼합 분말을 회수할 수 있다. The zinc precursor and the sulfur precursor can be mixed using a ball mill, an attrition bill, etc., and then sieved using a sieve to recover the mixed powder.
이때, 상기 아연 전구체 및 상기 황 전구체는 일정한 비율로 혼합될 수 있다. 예를 들어, 상기 황산아연수산화물 및 황화나트륨수산화물은 1:1 내지 1:3의 몰비를 가질 수 있다. 또한, 아연 전구체에 포함된 아연에 대한 황 전구체에 포함된 황의 몰(mole)비(S/Zn)는 0.5 내지 1.8의 범위를 가질 수 있다.At this time, the zinc precursor and the sulfur precursor may be mixed at a constant ratio. For example, the zinc sulfate hydroxide and sodium sulfide hydroxide may have a molar ratio of 1:1 to 1:3. Additionally, the mole ratio (S/Zn) of sulfur contained in the sulfur precursor to zinc contained in the zinc precursor may range from 0.5 to 1.8.
이어서, 상기 수열 합성 단계(ST20)가 진행된다. 상기 수열 합성 단계(ST20)에서는 앞서 제조된 황 및 아연이 혼합된 혼합 분말을 반응기에 투입한 후, 일정한 온도로 가열하여 황화아연 분말을 형성할 수 있다.Next, the hydrothermal synthesis step (ST20) proceeds. In the hydrothermal synthesis step (ST20), the previously prepared mixed powder of sulfur and zinc is added to the reactor and then heated to a constant temperature to form zinc sulfide powder.
상기 수열 합성 단계는 상기 혼합 분말을 100℃ 내지 220℃의 온도에서 5시간 내지 20시간 동안 가열하여 진행될 수 있다.The hydrothermal synthesis step may be performed by heating the mixed powder at a temperature of 100°C to 220°C for 5 to 20 hours.
상기 수열 합성 단계에서, 수열합성 온도가 100℃ 미만이거나, 수열합성 시간이 5시간 미만으로 실시될 경우에는 반응시간이 짧은 관계로 충분한 반응이 일어나지 못하여 균일한 평균 입도를 갖는 황화아연 분말을 제조하는데 어려움이 따를 수 있다. 또한, 수열합성 온도가 220℃를 초과하거나, 수열합성 시간이 22시간을 초과할 경우에는 수열합성 반응의 활성화를 위하여 황화나트륨수산화물(Na2S·9H2O)을 다량으로 첨가해야 하는데 이에 따른 비용 상승 문제가 있다.In the hydrothermal synthesis step, if the hydrothermal synthesis temperature is less than 100°C or the hydrothermal synthesis time is less than 5 hours, sufficient reaction does not occur due to the short reaction time, thereby producing zinc sulfide powder with a uniform average particle size. Difficulties may follow. In addition, when the hydrothermal synthesis temperature exceeds 220°C or the hydrothermal synthesis time exceeds 22 hours, a large amount of sodium sulfide hydroxide (Na 2 S·9H 2 O) must be added to activate the hydrothermal synthesis reaction. There is a problem of rising costs.
또한, 수열 합성시 교반기를 이용하여 100rpm 내지 500rpm의 속도로 교반하는 것이 더 바람직하다. 교반 속도가 100rpm 미만일 경우에는 균일한 혼합이 이루어지지 않을 우려가 있다. 반대로, 교반 속도가 500rpm을 초과할 경우에는 더 이상의 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 공정 효율이 저하될 수 있다.In addition, during hydrothermal synthesis, it is more preferable to stir at a speed of 100 rpm to 500 rpm using a stirrer. If the stirring speed is less than 100 rpm, there is a risk that uniform mixing may not be achieved. Conversely, if the stirring speed exceeds 500 rpm, it may act as a factor that only increases manufacturing costs without any further effect, and thus process efficiency may be reduced.
이어서, 상기 필터링 단계(ST30)및 상기 건조 단계(ST40)가 진행된다. 상기 필터링 단계(ST30)및 상기 건조 단계(ST40)에서는 앞선 단계에서 합성된 반응물을 필터링 및 건조하여 황화아연 분말을 수득할 수 있다.Next, the filtering step (ST30) and the drying step (ST40) are performed. In the filtering step (ST30) and the drying step (ST40), zinc sulfide powder can be obtained by filtering and drying the reactant synthesized in the previous step.
상기 필터링 단계(ST30)에서는 상기 합성 단계에서 합성된 황화아연 분말을 감압 필터링한 후, 탈이온수를 이용하여 상기 황화아연 분말을 반복적으로 세척하여 불순물을 제거할 수 있다.In the filtering step (ST30), the zinc sulfide powder synthesized in the synthesis step may be filtered under reduced pressure, and then the zinc sulfide powder may be repeatedly washed using deionized water to remove impurities.
이어서, 상기 건조 단계(ST40)에서는 상기 필터링 단계를 거친 황화아연 분말을 건조하여 최종의 황화아연 분말을 제조할 수 있다.Subsequently, in the drying step (ST40), the final zinc sulfide powder can be manufactured by drying the zinc sulfide powder that has passed the filtering step.
이때, 상기 건조 단계(ST40)는 1차 건조 단계 및 2차 건조 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 1차 건조 단계 및 2차 건조 단계 사이에는 상기 황화아연 분말을 분쇄하는 분쇄 단계가 더 포함될 수 있다.At this time, the drying step (ST40) may include a first drying step and a second drying step. In addition, a grinding step of pulverizing the zinc sulfide powder may be further included between the first and second drying steps.
상기 1차 건조는 90℃의 온도에서 8시간 진행될 수 있고, 상기 2차 건조는 150℃의 온도에서 8시간 진행될 수 있다. 또한, 상기 분쇄 단계에서는 상기 황화아연분말을 분쇄하여 구현하고자 하는 입도 및 입경 균일성을 향상시킬 수 있다.The primary drying may be carried out at a temperature of 90°C for 8 hours, and the secondary drying may be carried out at a temperature of 150°C for 8 hours. In addition, in the pulverizing step, the desired particle size and particle size uniformity can be improved by pulverizing the zinc sulfide powder.
이어서, 후처리 단계(ST50)가 진행된다. 상기 후처리 단계(ST50)에서는 앞선 단계를 통해 제조된 황화아연 분말에서 황과 아연의 몰비를 제어할 수 있다.Next, a post-processing step (ST50) proceeds. In the post-treatment step (ST50), the molar ratio of sulfur and zinc in the zinc sulfide powder prepared through the previous step can be controlled.
상기 후처리 단계(ST50)에서는 하기 분자식으로 표현되는 황화아연 분말에서 황과 아연의 몰비를 제어할 수 있다.In the post-treatment step (ST50), the molar ratio of sulfur and zinc in the zinc sulfide powder expressed by the molecular formula below can be controlled.
[분자식][Molecular formula]
ZnxSy Z n x S y
상기 후처리 단계(ST50)에서는 앞선 단계에 의해 제조된 황화아연 분말을 산화시킬 수 있다. 자세하게, 상기 황화아연 분말을 공기 중의 산소와 반응시킬 수 있다.In the post-treatment step (ST50), the zinc sulfide powder prepared in the previous step can be oxidized. In detail, the zinc sulfide powder can be reacted with oxygen in the air.
상기 황화아연 분말을 산소와 반응시켜, 상기 황화아연 분말 내부의 불순물과 황의 비율을 감소시킬 수 있다.By reacting the zinc sulfide powder with oxygen, the ratio of impurities and sulfur within the zinc sulfide powder can be reduced.
자세하게, 상기 황화아연 분말과 산소의 반응은 하기의 반응식 1과 같을 수 있다.In detail, the reaction between the zinc sulfide powder and oxygen may be as shown in Reaction Formula 1 below.
[반응식 1][Scheme 1]
C + O2 -> CO2 C + O 2 -> CO 2
2ZnS + 3O2 -> 2ZnO + 2SO2 2ZnS + 3O 2 -> 2ZnO + 2SO 2
즉, 앞선 단계에서 제조된 황화아연 분말에는 공정 중 발생하는 다양한 종류의 불순물이 함께 포함될 수 있다. 이러한 불순물들 중, 탄소의 경우, 황화아연 분말을 이용하여 제조되는 적외선 투과 렌즈의 적외선 투과율을 감소시킬 수 있다.That is, the zinc sulfide powder prepared in the previous step may contain various types of impurities generated during the process. Among these impurities, carbon can reduce the infrared transmittance of an infrared transmitting lens manufactured using zinc sulfide powder.
또한, 황화아연 분말에서 황의 몰비가 높을수록 황과 탄소의 결합으로 인해 황화아연 분말을 이용하여 제조되는 적외선 투과 렌즈의 적외선 투과율을 감소시킬 수 있다.Additionally, as the molar ratio of sulfur in the zinc sulfide powder increases, the infrared transmittance of the infrared transmission lens manufactured using zinc sulfide powder may decrease due to the bond between sulfur and carbon.
한편, 도 2를 참조하면, 상기 황화아연 분말(10)의 표면에는 산화막(20)이 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 황화아연 분말(10)의 외주면에는 산화아연을 포함하는 산화막(20)이 형성될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 2, an
상기 산화막(20)은 상기 황화아연 분말(10)의 외주면을 감싸면서 배치될 수 있다. 상기 산화막(20)은 상기 황화아연 분말(10)을 공기 중에 두었을 때 자연스럽게 형성될 수 있다.The
상기 산화막(20)은 상기 황화아연 분말(10)의 표면을 보호하는 역할을 할 수 있다. 자세하게, 상기 산화막은 상기 황화아연 분말(10)의 표면을 둘러싸며 배치되고, 이에 의해 외부의 수분 또는 공기 등에 의해 황화아연 분말이 부식되거나 침습되는 것을 방지하여 황화아연 분말의 특성 저하를 방지할 수 있다.The
한편, 상기 반응식 1에 의해 산화막의 두께를 증가시킬 수 있다. 자세하게. 상기 반응식 1과 같이 인위적인 산화 공정을 통해 상기 황화아연 분말의 표면에 형성되는 산화막의 두께를 증가시킬 수 있다.Meanwhile, the thickness of the oxide film can be increased according to Scheme 1 above. detailed. The thickness of the oxide film formed on the surface of the zinc sulfide powder can be increased through an artificial oxidation process as shown in Scheme 1.
예를 들어, 실시예에 따른 황화아연 분말의 표면에 형성되는 상기 산화막(20)의 두께(t)는 약 3㎚ 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 황화아연 분말의 표면에 형성되는 상기 산화막(20)의 두께는 0.1㎚ 내지 3㎚일 수 있다.For example, the thickness (t) of the
상기 산화막의 두께가 3㎚를 초과하는 경우, 상기 황화아연 분말의 산화막에 의해 이에 의해 제조되는 적외선 투과 렌즈의 투과율이 변화될 수 있다. 또한, 상기 산화막의 두께가 0.1㎚ 미만이 경우, 상기 황화아연 분말이 외부의 수분 또는 공기 등에 의해 효과적으로 보호되지 못할 수 있다.When the thickness of the oxide film exceeds 3 nm, the transmittance of the infrared transmission lens manufactured thereby may be changed by the oxide film of the zinc sulfide powder. Additionally, if the thickness of the oxide film is less than 0.1 nm, the zinc sulfide powder may not be effectively protected by external moisture or air.
한편, 상기 후처리 단계(ST50)에서는 다른 방법을 통해 황과 아연의 몰비를 제어할 수 있다.Meanwhile, in the post-treatment step (ST50), the molar ratio of sulfur and zinc can be controlled through another method.
예를 들어, 상기 후처리 단계(ST50)에서는 앞선 단계에 의해 제조된 황화아연 분말을 가열할 수 있다. 자세하게, 상기 황화아연 분말을 진공 분위기에서 열처리 공정을 진행할 수 있다.For example, in the post-processing step (ST50), the zinc sulfide powder prepared in the previous step can be heated. In detail, the zinc sulfide powder may be subjected to a heat treatment process in a vacuum atmosphere.
상기 황화아연 분말은 열처리 공정을 통해 상기 황화아연 분말 내부의 불순물의 비율을 감소시킬 수 있고, 황의 비율을 감소시킬 수 있다.The zinc sulfide powder can reduce the proportion of impurities within the zinc sulfide powder and reduce the proportion of sulfur through a heat treatment process.
자세하게, 상기 황화아연 분말의 열처리 공정에 따른 반응은 하기의 반응식 2와 같을 수 있다.In detail, the reaction according to the heat treatment process of the zinc sulfide powder may be as shown in Scheme 2 below.
[반응식 2][Scheme 2]
C + ZnO -> CO2 + 2Zn(여기서, 상기 ZnO는 황화아연 분말의 표면에 자연 형성된 산화막)C + ZnO -> CO 2 + 2Zn (here, the ZnO is an oxide film naturally formed on the surface of zinc sulfide powder)
Zn + ZnS -> ZnS(여기서, Zn은 탄소와 산화막의 반응에 의해 생성되는 Zn)Zn + ZnS -> ZnS (here, Zn is produced by the reaction of carbon and oxide film)
즉, 상기 반응식 2에 따르면, 상기 황화아연 분말을 열처리함으로써, 상기 황화아연 분말에 포함되는 불순물 즉 탄소를 감소시킬 수 있고, 아연의 몰비를 증가시켜, 황화아연 분말에서 황/아연의 비율을 감소시킬 수 있다.That is, according to Scheme 2, by heat treating the zinc sulfide powder, impurities, that is, carbon, contained in the zinc sulfide powder can be reduced, and the molar ratio of zinc is increased, thereby reducing the sulfur / zinc ratio in the zinc sulfide powder. You can do it.
즉, 실시예에 따른 황화아연 분말은 상기 후처리 단계에 의해 황화아연 분말에서 황의 몰비를 감소시킬 수 있고, 불순문인 황의 농도를 감소시킬 수 있다.That is, the zinc sulfide powder according to the example can reduce the molar ratio of sulfur in the zinc sulfide powder and reduce the concentration of sulfur, which is an impurity, by the post-treatment step.
특히, 황화아연 분말의 황의 비율 및 불순물의 증가는 8㎛ 내지 10㎛에서의 영역에서의 황화아연 분말의 적외선 투과율을 감소시킬 수 있다. 즉, 상기 황화아연 분말을 소결하여 적외선 투과 렌즈를 제조할 때, 황화아연 분말에 포함되는 불순물인 탄소와, 반응 후 잔류 물질인 황 는 황화아연의 소결 중 발생하는 황과, 산소가 각각 반응할 수 있다.In particular, an increase in the proportion of sulfur and impurities in the zinc sulfide powder may reduce the infrared transmittance of the zinc sulfide powder in the region from 8 μm to 10 μm. That is, when manufacturing an infrared transmission lens by sintering the zinc sulfide powder, carbon, which is an impurity contained in the zinc sulfide powder, and sulfur, which is a residual material after the reaction, react with sulfur generated during sintering of zinc sulfide and oxygen, respectively. You can.
자세하게, 황과 탄소가 반응하여 SC를 형성하거나 또는 탄소와 산소의 결합(C-O-C)이 발생할 수 있다. 이러한 결합으로 인해 상기 결합물질에서 8㎛ 내지 10㎛에서의 영역의 적외선을 흡수할 수 있다. 이에 따라, 상기 파장 영역에서는 황화아연 분말을 이용하여 제조되는 적외선 투과 렌즈의 적외선 투과율이 감소될 수 있다.In detail, sulfur and carbon can react to form SC, or a combination of carbon and oxygen (C-O-C) can occur. Due to this bonding, the bonding material can absorb infrared rays in the region of 8㎛ to 10㎛. Accordingly, the infrared transmittance of the infrared transmitting lens manufactured using zinc sulfide powder may be reduced in the above wavelength range.
따라서, 실시예에 따른 황화아연 분말은 상기 후처리 단계를 통해 적외선 투과율을 감소시키는 인자인 탄소와 황의 비율을 감소시켜, 상기 영역에서 적외선 투과율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the zinc sulfide powder according to the embodiment can prevent the infrared transmittance from being reduced in the above region by reducing the ratio of carbon and sulfur, which are factors that reduce infrared transmittance, through the post-treatment step.
도 3은 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말의 원재료 몰비에 따른 결정구조 및 이에 의해 제조되는 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비에 대한 데이터이고, 도 4는 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비에 따른 적외선 투과율을 설명하기 위한 그래프이다.Figure 3 is data on the crystal structure of the infrared transmission lens powder according to the molar ratio of the raw materials according to the example and the molar ratio of sulfur and zinc in the infrared transmission lens powder produced thereby, and Figure 4 is the sulfur of the infrared transmission lens powder This is a graph to explain the infrared transmittance according to the molar ratio of and zinc.
도 3을 참조하면, 아연 전구체에 포함된 아연에 대한 황 전구체에 포함된 황의 몰(mole)비(S/Zn)를 0.8, 1.2, 1.5, 1.8로 제어하여 동이한 공정에 의해 적외선 투과 렌즈용 분말을 제조하고, 적외선 투과 렌즈용 분말의 주사전자현미경사진(SEM), 결정구조분석(XRD) 및 X선 광전자분광법(XPS)을 이용하여 측정한 황과 아연의 몰비를 측정한 도면이다.Referring to FIG. 3, the mole ratio (S/Zn) of sulfur contained in the sulfur precursor to zinc contained in the zinc precursor is controlled to 0.8, 1.2, 1.5, and 1.8 to produce an infrared transmission lens by the same process. This is a diagram showing the molar ratio of sulfur and zinc measured using scanning electron microscopy (SEM), crystal structure analysis (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) of the powder for an infrared transmission lens.
도 3을 참조하면, 아연 전구체에 포함된 아연에 대한 황 전구체에 포함된 황의 몰(mole)비(S/Zn)를 0.8, 1.2, 1.5, 1.8로 서로 다르게 제어한 후 제조되는 적외선 투과 렌즈용 분말은 결정구조가 거의 유사하며, 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비도 거의 유사한 것을 알 수 있다.Referring to Figure 3, for an infrared transmission lens manufactured after controlling the mole ratio (S/Zn) of sulfur contained in the sulfur precursor to zinc contained in the zinc precursor differently to 0.8, 1.2, 1.5, and 1.8. It can be seen that the crystal structures of the powders are almost similar, and the molar ratio of sulfur and zinc in the powders for infrared transmission lenses is also almost similar.
즉, 최종적으로 제조되는 적외선 투과 렌즈용 분말의 적외선 투과율은 원재료인 아연 전구체에 포함된 아연에 대한 황 전구체에 포함된 황의 몰(mole)비(S/Zn)와는 크게 관련이 없는 것을 알 수 있다.In other words, it can be seen that the infrared transmittance of the powder for the infrared transmitting lens that is finally manufactured is not significantly related to the mole ratio (S/Zn) of the sulfur contained in the sulfur precursor to the zinc contained in the zinc precursor, which is the raw material. .
이어서, 도 4를 참조하면, 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비(S/Zn)의 크기에 따라 적외선 투과율이 달라지는 것을 알 수 있다. 자세하게, 특정 파장 영역에서 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비(S/Zn)의 크기에 따라 적외선 투과율이 달라지는 것을 알 수 있다.Next, referring to Figure 4, it can be seen that the infrared transmittance varies depending on the molar ratio (S/Zn) of sulfur and zinc in the powder for the infrared transmitting lens. In detail, it can be seen that the infrared transmittance varies depending on the molar ratio (S/Zn) of sulfur and zinc in the powder for the infrared transmitting lens in a specific wavelength range.
도 4를 참조하면, 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비(S/Zn)가 0.5 내지 1.2일 때 8㎛ 내지 12㎛에서의 파장대 영역에서 적외선 투과율이 55% 내지 73%인 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that when the molar ratio (S/Zn) of sulfur and zinc in the infrared transmitting lens powder is 0.5 to 1.2, the infrared transmittance is 55% to 73% in the wavelength range of 8 μm to 12 μm. there is.
또한, 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비(S/Zn)가 0.5 내지 1.2일 때, 8㎛ 내지 10㎛에서의 파장대 영역에서 최저 투과율을 가지고, 8㎛ 내지 10㎛에서의 적외선 투과율은 55% 이상인 것을 알 수 있다.In addition, when the molar ratio (S/Zn) of sulfur and zinc in the infrared transmitting lens powder is 0.5 to 1.2, it has the lowest transmittance in the wavelength range of 8 ㎛ to 10 ㎛, and the infrared transmittance in 8 ㎛ to 10 ㎛ is It can be seen that it is more than 55%.
반면에, 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비(S/Zn)가 1.2를 초과하는 경우, 적외선 투과 렌즈용 분말의 최저 투과율이 작아지는 것을 알 수 있다. 자세하게, 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비(S/Zn)가 1.2를 초과하는 경우, 적외선 투과 렌즈용 분말은 8㎛ 내지 10㎛에서의 파장대 영역에서 최저 투과율을 가지고, 8㎛ 내지 10㎛에서의 적외선 투과율은 약 20% 이하인 것을 알 수 있다.On the other hand, when the molar ratio of sulfur to zinc (S/Zn) of the infrared transmitting lens powder exceeds 1.2, it can be seen that the minimum transmittance of the infrared transmitting lens powder decreases. In detail, when the molar ratio of sulfur and zinc (S/Zn) of the infrared transmitting lens powder exceeds 1.2, the infrared transmitting lens powder has the lowest transmittance in the wavelength range of 8 ㎛ to 10 ㎛, and 8 ㎛ to 10 ㎛ It can be seen that the infrared transmittance at ㎛ is about 20% or less.
즉, 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비(S/Zn)가 1.2를 초과하는 경우 특정 파장대 영역에서의 적외선 투과 렌즈 분말의 적외선 투과율이 현저하게 감소되므로, 이에 의해 제조되는 적외선 투과 렌즈의 특성이 저하되는 것을 알 수 있다.In other words, when the molar ratio (S/Zn) of sulfur and zinc in the infrared transmitting lens powder exceeds 1.2, the infrared transmittance of the infrared transmitting lens powder in a specific wavelength region is significantly reduced, so that the infrared transmitting lens manufactured thereby has a significant decrease in infrared transmittance. It can be seen that the characteristics are deteriorating.
또한, 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비(S/Zn)가 0.5 미만인 경우, 적외선 투과 렌즈용 분말의 결정구조가 변화되어 적외선 투과율이 감소될 수 있다. 자세하게, 적외선 투과 렌즈용 분말의 황과 아연의 몰비(S/Zn)가 0.5 미만인 경우, 적외선 투과 렌즈용 분말의 결정구조가 큐빅구조에서 헥사고날구조로 상변화 되는 양이 증가되고, 이에 의해 적외선 투과율이 감소될 수 있다. 따라서, 이에 의해 제조되는 적외선 투과 렌즈의 특성이 저하되는 것을 알 수 있다.In addition, when the molar ratio (S/Zn) of sulfur and zinc in the infrared transmitting lens powder is less than 0.5, the crystal structure of the infrared transmitting lens powder may change and the infrared transmittance may be reduced. In detail, when the molar ratio (S/Zn) of sulfur and zinc in the powder for infrared transmission lenses is less than 0.5, the amount of phase change in the crystal structure of the powder for infrared transmission lenses from cubic structure to hexagonal structure increases, thereby increasing the amount of infrared transmission. Transmittance may be reduced. Therefore, it can be seen that the characteristics of the infrared transmission lens manufactured thereby deteriorate.
즉, 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말은 원재료인 아연 전구체 및 황 전구체의 혼합 몰비와는 관계 없이 최종적으로 제조되는 적외선 투과 렌즈용 분말의 후처리를 통한 황과 아연의 몰비 제어로 적외선 투과율을 제어할 수 있다.That is, the infrared transmitting lens powder according to the embodiment has an infrared transmittance by controlling the molar ratio of sulfur and zinc through post-processing of the final manufactured infrared transmitting lens powder, regardless of the mixing molar ratio of the zinc precursor and sulfur precursor, which are raw materials. You can control it.
즉, 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말은 특정 파장 영역 자세하게, 8㎚ 내지 10㎚의 파장 영역에서의 최저 투과율을 55% 이상으로 유지할 수 있으므로 이에 의헤 제조되는 적외선 투과 렌즈가 특정 파장 영역에서 투과율이 현저하게 감소되는 것을 방지할 수 있다.In other words, the infrared transmission lens powder according to the embodiment can maintain the minimum transmittance in the specific wavelength region of 8 nm to 10 nm at 55% or more, so the infrared transmission lens manufactured thereby has a transmittance in the specific wavelength region. This can be prevented from being significantly reduced.
따라서, 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말에 의해 제조되는 적외선 투과 렌즈의 투과율 및 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the transmittance and characteristics of the infrared transmitting lens manufactured by the infrared transmitting lens powder according to the embodiment can be improved.
한편, 상기 황화아연 분말 제조 단계에 의해 제조된 황화아연 분말은 소결 공정을 통해 소결되어 적외선 투과 렌즈를 제조할 수 있다.Meanwhile, the zinc sulfide powder produced through the zinc sulfide powder manufacturing step can be sintered through a sintering process to produce an infrared transmission lens.
자세하게, 상기 황화아연 분말은 열간 가압 소결 장치를 이용하여 소결된 황화아연 소결체를 형성한 후, 이를 가공하여 적외선 투과 렌즈를 제조할 수 있다.In detail, the zinc sulfide powder can be sintered using a hot pressure sintering device to form a zinc sulfide sintered body, and then processed to manufacture an infrared transmission lens.
자세하게, 도 5 및 도 6을 참조하면, 몰드 부재(100) 및 프레스부(200)를 포함하는 열간 가압 소결 장치(1000)가 준비될 수 있다.In detail, referring to FIGS. 5 and 6 , a hot press sintering device 1000 including a
상기 몰드 부재(100)는 원료가 충전되는 몰드 공간부를 구비한다. 상기 몰드 공간부는 원형, 사각형 또는 다각형 형상일 수 있다. 상기 몰드 부재(100)는 고온 및 고압에서 견딜 수 있는 흑연, 실리콘카바이드, 텅스텐카바이드 등의 물질을 포함할 수 있다.The
상기 몰드 부재(100)의 몰드 공간부에는 앞서 제조된 황화아연 분말을 포함하는 원료(500)가 충진될 수 있다.The mold space of the
상기 몰드 공간부의 상부면 및 하부면에는 이형 시트(400)들이 위치할 수 있다. 상기 이형 시트(400)는 상기 열간 가압 소결 장치에 의해 황화아연 소결체 제조시 몰드와 황화아연 소결체가 서로 이형이 용이하도록 한다. 상기 이형 시트(400)는 고온 및 고압에서 견딜 수 있는 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 보론나이트라이드, 알루미늄이트라이드 등의 물질을 포함할 수 있다.Release
상기 프레스부(210, 220)는 상기 몰드 부재(100)의 상면 및 하면에 위치할 수 있다. 즉, 상기 프레스부(210, 220)는 상기 몰드 부재(10)의 상면 및 하면에 위치하는 제 1 프레스부(210) 및 제 2 프레스부(220)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 프레스부(210) 및 상기 제 2 프레스부(220)는 고온에서 견딜 수 있는 흑연을 포함할 수 있다.The
한편, 상기 제 1 프레스부(210) 및 상기 제 2 프레스부(220)는 렌즈 형상을 위해 각각 볼록 형상 및 오목 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부의 프레스부는 볼록 형상을 가질 수 있고, 하부의 프레스부는 오목 형상을 가질 수 있다.Meanwhile, the
이에 의해 최종적으로 제조되는 황화아연 소결체를 렌즈 형상으로 구현할 수 있다.As a result, the finally manufactured zinc sulfide sintered body can be implemented in a lens shape.
상기 몰드 부재(100) 내의 몰드 공간부에 충진 및 투입되는 상기 황화아연 분말은 열간 가압 공정에 의해 서로 합착될 수 있다. 즉, 상기 황화아연 분말은 일체화되어 하나의 황화아연 소결체가 제조될 수 있다.The zinc sulfide powder filled and injected into the mold space within the
이하, 도 7을 참조하여, 실시예에 따른 황화아연 소결체 제조 방법을 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to FIG. 7, a method for manufacturing a zinc sulfide sintered body according to an embodiment will be described in detail.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 황화아연 소결체 제조 방법은, 황화아연 분말을 몰드 부재 내에 투입하는 제 1 공정(ST100) 및 상기 몰드 부재를 열간 가압하는 제 2 공정(ST200)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the method for manufacturing a zinc sulfide sintered body according to an embodiment may include a first process (ST100) of introducing zinc sulfide powder into a mold member and a second process (ST200) of hot pressing the mold member. there is.
황화아연 분말을 몰드 부재 내에 투입하는 제 1 공정(ST100)에서는, 몰드 부재 내에 황화아연 분말을 충진할 수 있다. 즉, 상기 몰드 부재 내에 형성된 상기 몰드 공간부 내에 황화아연 분말을 투입할 수 있다.In the first process (ST100) of adding zinc sulfide powder into the mold member, zinc sulfide powder can be filled into the mold member. That is, zinc sulfide powder can be introduced into the mold space formed within the mold member.
상기 황화아연 분말의 입경은 약 0.1㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 상기 황화아연 분말의 입경이 약 0.1㎛ 미만인 경우, 소결 온도가 저하되어 상전이 발생으로 소결체 제조 후 적외선 투과율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 황화아연 분말의 입경이 약 5㎛를 초과하는 경우 소결 특성이 저하되어 소결체 제조 후 적외선 투과율이 저하될 수 있다.The particle size of the zinc sulfide powder may be about 0.1㎛ to 5㎛. If the particle size of the zinc sulfide powder is less than about 0.1㎛, the sintering temperature may decrease and a phase transition may occur, resulting in a decrease in infrared transmittance after manufacturing the sintered body. In addition, if the particle size of the zinc sulfide powder exceeds about 5㎛, the sintering characteristics may decrease and the infrared transmittance may decrease after manufacturing the sintered body.
이어서, 상기 몰드 부재의 상면과 하면에 이형 시트를 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 이형 시트는 상기 몰드 부재에 의해 제조되는 황화아연 소결체와 상기 몰드 부재의 이형을 용이하게 할 수 있다. 상기 이형 시트는 고온 등에 견딜 수 있고, 황화아연 소결체와 상기 몰드 부재의 이형을 용이하게 할 수 있는 보론나이트라이드, 알루미늄이트라이드 등의 물질을 포함할 수 있다.Subsequently, the step of inserting a release sheet into the upper and lower surfaces of the mold member may be further included. The release sheet can facilitate the release of the zinc sulfide sintered body manufactured by the mold member and the mold member. The release sheet can withstand high temperatures and may contain materials such as boron nitride and aluminum nitride that can facilitate release of the zinc sulfide sintered body and the mold member.
이어서, 상기 몰드 부재를 열간 가압하는 제 2 공정(ST200)에서는, 상기 몰드 부재의 상부면 및 하부면을 프레스부에 의해 압력을 주어 상기 몰드 부재를 열간 가압할 수 있다. 일례로, 상기 몰드 부재는 900℃ 내지 1000℃의 온도에서 40㎫ 내지 60㎫의 압력으로 열간 가압될 수 있다. 이러한 열간 가압 공정을 통해 최종적인 황화아연 소결체가 제조될 수 있다.Next, in the second process (ST200) of hot pressing the mold member, the mold member can be hot-pressed by applying pressure to the upper and lower surfaces of the mold member by a press unit. For example, the mold member may be hot-pressed at a temperature of 900°C to 1000°C and a pressure of 40 MPa to 60 MPa. Through this hot pressing process, the final zinc sulfide sintered body can be manufactured.
한편, 1000℃ 이상의 온도에서는 황화아연 분말의 결정구조가 상전이 될 수 있어, 최종적으로 제조되는 황화아연 소결체의 투과율이 저하될 수 있다.On the other hand, at temperatures above 1000°C, the crystal structure of zinc sulfide powder may undergo a phase transition, and the transmittance of the finally manufactured zinc sulfide sintered body may decrease.
실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말 및 이를 포함하는 적외선 투과 렌즈는 적외선의 투과율을 향상시킬 수 있다.The infrared transmitting lens powder according to the embodiment and the infrared transmitting lens containing the same can improve the transmittance of infrared rays.
자세하게, 적외선 투과 렌즈용 분말을 제조할 때, 적외선 투과율에 영향을 주는 황화아연 분말에서의 황의 몰비와 황화아연 분말에서의 불순물의 농도를 감소시킬 수 있다.In detail, when manufacturing a powder for an infrared transmitting lens, the molar ratio of sulfur in the zinc sulfide powder and the concentration of impurities in the zinc sulfide powder that affect the infrared transmittance can be reduced.
이에 따라, 황, 불순물 및 산소가 결합되고, 이러한 결합이 특정 파장 영역에서 적외선을 흡수하는 것을 최소화할 수 있다.Accordingly, sulfur, impurities and oxygen are combined, and this combination can minimize the absorption of infrared rays in a specific wavelength range.
따라서, 실시예에 따른 적외선 투과 렌즈용 분말 및 이를 포함하는 적외선 투과 렌즈는 특정 파장 영역에서의 적외선이 불순물 등의 결합 물질에 흡수되는 것을 감소시킬 수 있고, 이에 의해 적외선 투과 렌즈의 적외선 투과율을 향상시킬 수 있다.Therefore, the infrared transmitting lens powder according to the embodiment and the infrared transmitting lens containing the same can reduce the absorption of infrared rays in a specific wavelength region by binding materials such as impurities, thereby improving the infrared transmittance of the infrared transmitting lens. You can do it.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The features, structures, effects, etc. described in the above-described embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified and implemented in other embodiments by a person with ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, although the above description focuses on the embodiments, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art will understand the above examples without departing from the essential characteristics of the present embodiments. You will be able to see that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. And these variations and differences in application should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.
Claims (11)
상기 황화아연 입자는 하기의 분자식으로 표현되고,
[분자식]
ZnxSy
상기 Y/X의 비는 0.5 내지 1.2이고,
상기 황화아연 입자의 외면에는 산화막이 형성되고,
상기 산화막은 산화아연을 포함하고,
상기 산화막의 두께는 0.1㎚ 내지 3㎚인 적외선 투과 렌즈용 분말.Containing a plurality of zinc sulfide particles,
The zinc sulfide particles are expressed by the following molecular formula,
[Molecular formula]
Z n x S y
The ratio of Y/X is 0.5 to 1.2,
An oxide film is formed on the outer surface of the zinc sulfide particles,
The oxide film includes zinc oxide,
Powder for an infrared transmission lens wherein the oxide film has a thickness of 0.1 nm to 3 nm.
상기 황화아연 입자는 아연 전구체 및 황 전구체가 혼합되어 형성되고,
상기 아연 전구체에 포함된 아연에 대한 상기 황 전구체에 포함된 황의 몰(mole)비(S/Zn)는 0.5 내지 1.8인 적외선 투과 렌즈용 분말.According to clause 1,
The zinc sulfide particles are formed by mixing zinc precursors and sulfur precursors,
A powder for an infrared transmission lens, wherein the mole ratio (S/Zn) of sulfur contained in the sulfur precursor to zinc contained in the zinc precursor is 0.5 to 1.8.
8㎛ 내지 12㎛에서의 파장대 영역에서 적외선 투과율이 55% 내지 73%인 적외선 투과 렌즈.Containing the powder for an infrared transmission lens according to claim 1 or 3,
An infrared transmission lens having an infrared transmittance of 55% to 73% in the wavelength range of 8㎛ to 12㎛.
상기 적외선 투과율은 8㎛ 내지 10㎛에서의 파장대 영역에서 최저 투과율을 가지고,
8㎛ 내지 10㎛에서의 적외선 투과율은 55% 이상인 적외선 투과 렌즈.According to clause 4,
The infrared transmittance has the lowest transmittance in the wavelength range of 8㎛ to 10㎛,
An infrared transmission lens having an infrared transmittance of 55% or more at 8㎛ to 10㎛.
상기 혼합 분말을 합성하는 단계;
상기 혼합 분말을 건조하여 황화아연 분말을 형성하는 단계; 및
상기 황화아연 분말을 후처리하는 단계를 포함하고,
상기 황화아연 분말을 후처리 하는 단계는, 상기 황화아연 분말이 하기의 반응식 1에 따라 산화반응 하고,
상기 황화아연 분말을 후처리 하는 단계 이후, 상기 황화아연 분말의 황 및 아연의 몰비는 0.5 내지 1.2인 황화아연 분말 제조방법.
[반응식 1]
C + O2 -> CO2
2ZnS + 3O2 -> 2ZnO + 2SO2 Mixing a sulfur precursor and a zinc precursor to form a mixed powder;
synthesizing the mixed powder;
drying the mixed powder to form zinc sulfide powder; and
It includes the step of post-processing the zinc sulfide powder,
In the step of post-processing the zinc sulfide powder, the zinc sulfide powder undergoes an oxidation reaction according to Scheme 1 below,
After the step of post-treating the zinc sulfide powder, the molar ratio of sulfur and zinc in the zinc sulfide powder is 0.5 to 1.2.
[Scheme 1]
C + O 2 -> CO 2
2ZnS + 3O 2 -> 2ZnO + 2SO 2
상기 혼합 분말을 합성하는 단계;
상기 혼합 분말을 건조하여 황화아연 분말을 형성하는 단계; 및
상기 황화아연 분말을 후처리하는 단계를 포함하고,
상기 황화아연 분말을 후처리 하는 단계는, 상기 황화아연 분말을 하기의 반응식 2에 따라 열처리하고,
상기 황화아연 분말을 후처리 하는 단계 이후, 상기 황화아연 분말의 황 및 아연의 몰비는 0.5 내지 1.2인 황화아연 분말 제조방법.
[반응식 2]
C + ZnO -> CO2 + 2Zn
Zn + ZnS -> ZnSMixing a sulfur precursor and a zinc precursor to form a mixed powder;
synthesizing the mixed powder;
drying the mixed powder to form zinc sulfide powder; and
It includes the step of post-processing the zinc sulfide powder,
In the step of post-treating the zinc sulfide powder, the zinc sulfide powder is heat treated according to Scheme 2 below,
After the step of post-treating the zinc sulfide powder, the molar ratio of sulfur and zinc in the zinc sulfide powder is 0.5 to 1.2.
[Scheme 2]
C + ZnO -> CO 2 + 2Zn
Zn + ZnS -> ZnS
상기 황 전구체 및 아연 전구체를 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 단계에서는, 상기 아연 전구체에 포함된 아연에 대한 상기 황 전구체에 포함된 황의 몰(mole)비(S/Zn)가 0.5 내지 1.8인 황화아연 분말 제조 방법.According to claim 6 or 7,
In the step of mixing the sulfur precursor and the zinc precursor to form a mixed powder, zinc sulfide has a mole ratio (S/Zn) of the sulfur contained in the sulfur precursor to the zinc contained in the zinc precursor of 0.5 to 1.8. Powder manufacturing method.
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