KR20000000707A - Different sort metal material bound having cube structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A different sort bound metal material varying a compounding and a compounding rate of various metals combining the mechanical, the magnetic, and the electrical characters of a combining material based on a purpose and having a {100}(100) collected construction on the surfaces of one side or both sides of the combining material and the manufacturing method thereof are provided. CONSTITUTION: A different sort bound metal material comprises:a silver/nickel heterogeneity bound material manufactured by powder metallurgy method using nickel powder having 99.99 % of purity and silver powder having 99.9 % of purity; a thin plate manufactured by cold rolling with the silver/nickel heterogeneity bound material having 93 % of a rolling rate; and heat treatment of the rolling silver/nickel heterogeneity bound material in a vacuum state at 400°C for four hours at 500°C per hour of heat rising speed.

Description

(100)(001)를 갖는 이종접합 금속제 및 이의 제조방법Heterogeneous metal having a (100) (001) and a method of manufacturing the same

본 발명은 {100}(001)를 갖는 이중접합 금속제 및 이의 제조방법에 관한 것으로 더 상세하게는 90% 이상의 높은 압연 율로 가공한 후 이를 고진공이나 불활성 분위기 또는 환원성 분위기 하에서 재결정 온도 이상에서의 열처리 공정을 통해{100}(001) 집합조직을 갖는 금속(니켈, 구리, 알루미늄, 은)을 스테인레스 스틸, 하스텔로이, 은 등 다른 금속과 이종 접합시킨 후 이를 압연 및 열처리를 통해 제조한 복합재와 이의 제조방법이며 또한 접합 재의 기계적, 자기적, 전기적 성질을 접합시키는 여러 금속의 조합 및 조합비율을 바꾸어 사용하고자 하는 목적에 따라 변화시킬 수 있는 동시에 접합재의 한쪽 또는 양쪽 표면층 모두가 {100}(001) 집합조직을 갖는 이종접합 금속제 및 이의 제조방법이다.The present invention relates to a double-bonded metal having a {100} (001) and a method for manufacturing the same, and more particularly, processing at a high rolling rate of 90% or more, and then heat treatment at a temperature higher than the recrystallization temperature under high vacuum, inert atmosphere or reducing atmosphere. Heterogeneous bonding of metals (nickel, copper, aluminum, silver) having a {100} (001) texture with other metals such as stainless steel, Hastelloy, and silver, followed by rolling and heat treatment It is also possible to change the combination and combination ratios of the various metals that bond the mechanical, magnetic and electrical properties of the bonding material, depending on the intended use, and at the same time, one or both surface layers of the bonding material may be assembled with {100} (001). It is a heterojunction metal which has a structure, and its manufacturing method.

일반적으로 니켈, 구리, 알루미늄, 은 등의 입방정 금속은 압연 및 열처리를 하면 {100}(001) 집합조직을 갖는 것으로 알려지고 있다. {100}(001) 집합조직을 갖는 이들 금속모재를 이용하여 이들 금속모재 위에 {100}(001) 집합조직을 갖는 산화 세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹 층을 에피택시알하게 증착시킨 후 다시 {100}(001) 집합조직을 갖는(RE=rare earth metal) 초전도 박막을 에피택시알하게 증착시키면 휨변형에 저항성을 갖는 동시에 높은 임계전류밀도(Jc)를 갖는 초전도 전도체를 만들 수 있다.In general, cubic metals such as nickel, copper, aluminum, and silver are known to have a {100} (001) texture after rolling and heat treatment. Using these metal matrixes having {100} (001) texture, epitaxial ceramic layers such as cerium oxide (CeO 2 ) and Yttrium stabilized zirconia (YSZ) having {100} (001) texture were formed on these metal substrates. After deposition, it has {100} (001) texture (RE = rare earth metal) By epitaxially depositing a superconducting thin film, it is possible to produce a superconducting conductor having high critical current density (Jc) while being resistant to bending deformation.

이때 산화 세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹 층은 금속모재로부터 초전도 박막으로 금속 원소의 확산을 차단하여 초전도박막 성질이 저하되는 것을 방지하는 역할을 갖는다. 금속 모재는 에피택시알한 성장을 통해 산화 세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹층이 {100}(001) 집합조직을 갖게 하는 역할을 한다.At this time, the ceramic layer such as cerium oxide (CeO 2 ) and Yttrium stabilized zirconia (YSZ) has a role of blocking the diffusion of metal elements from the metal base material into the superconducting thin film to prevent deterioration of the superconducting film properties. The metal matrix plays a role of causing a ceramic layer such as cerium oxide (CeO 2 ) and Yttrium stabilized zirconia (YSZ) to have a {100} (001) texture through epitaxial growth.

이와 동시에 금속 모재는 취성이 강한 산화 세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹층과(RE=rare earth metal) 초전도 박막의 휨변형이 가능하게 한다.At the same time, the metal base material is composed of ceramic layers such as cerium oxide (CeO 2 ) and Yttrium stabilized zirconia (YSZ), which are highly brittle. (RE = rare earth metal) Enables bending deformation of superconducting thin films.

따라서 금속 모재가 갖추어야 할 성질로는 {100}(001) 집합조직이 잘 발달되어야 하며 산화 세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹층과 화학적 반응이 없어야 한다.Therefore, as a property of the metal base material, the {100} (001) texture should be well developed and there should be no chemical reaction with ceramic layers such as cerium oxide (CeO 2 ) and Yttrium stabilized zirconia (YSZ).

최근에 미국의 Oak Ridge National Laboratory에서는 압연 및 열처리를 통해 제조한 {100}(001) 집합조직을 갖는 니켈 위에 산화 세륨(CeO2), YSZ(Yttrium stabilized zirconia) 등 세라믹층을 에피택시알하게 증착시킨 소위 RABiTS (Rolling Assisted Bi-axially Textured Substrate) 위에 다시 {100}(001) 집합조직을 갖는(RE=rare earth metal) 초전도 박막을 에피택시알하게 증착시켜 휨변형에 저항성을 갖는 동시에 Jc ∼ 1x 1O6A/cm2의 높은 임계전류밀도(Jc)를 갖는 초전도 전도체를 만들었다.Recently, Oak Ridge National Laboratory in the United States epitaxially deposits ceramic layers such as cerium oxide (CeO 2 ) and Yttrium stabilized zirconia (YSZ) on nickel with {100} (001) texture fabricated by rolling and heat treatment. It has a {100} (001) texture on the so-called RABiTS (Rolling Assisted Bi-axially Textured Substrate). (RE = rare earth metal) A superconducting thin film was epitaxially deposited to produce a superconducting conductor having a high critical current density (Jc) of Jc-1 × 10 6 A / cm 2 while resisting warpage.

그러나 니켈 금속은 대표적인 훼로마그네티즘을 갖는 물질로서 교류전류에서 사용하는 경우에 마그네틱 히스테리시스 손실이 발생하는 단점으로 인하여 응용에 제약을 받는다. 또한 니켈 금속은 냉간 가공된 상태에서는 기계적 강도가 높으나 열처리를 거치면 기계적 강도가 저하되어 실제 전력송전선, 배전선 및 코일 등으로 가공할 때 기계적 응력에 의하여 쉽게 변형되는 단점이 있으므로 이의 개선이 필요하다.However, nickel metal is a typical ferromagnetic material and is limited in application due to the disadvantage of magnetic hysteresis loss when used in an alternating current. In addition, nickel metal has a high mechanical strength in a cold-worked state, but the mechanical strength decreases after heat treatment, and thus the nickel metal has a disadvantage in that it is easily deformed by mechanical stress when machining into an actual power transmission line, distribution line, and coil.

{100}(001) 집합조직을 갖는 금속모재를 제조하기 위해 종래에 사용된 기술은 순도가 높은 니켈, 구리, 알루미늄, 은을 90% 이상의 높은 압연 율로 가공한 후 이를 고진공이나 불활성 기체 분위기 또는 환원성 분위기 하에서 1차 재결정이 일어나는 온도이상의 열처리 공정을 통해 {100}(001) 집합조직을 형성시켜 사용하였다. 그런데 우수한 {100}(001)집합조직을 가지는 니켈, 구리, 알루미늄, 은을 압연 및 열처리를 통해 제조하려면 이들의 순도가 99% 이상으로 높아야 하므로 만들어지는 선재의 기계적, 전기적, 자기적 성질을 바꾸기 위한 합금화가 제한되었다. 따라서 좋은 {100}(001) 집합조직을 유지하면서 선재의 기계적, 전기적, 자기적 성질을 원하는 방향으로 바꾸기 어려웠다.Conventionally used techniques for producing metallic substrates having {100} (001) textures have been processed to high purity nickel, copper, aluminum, and silver at a high rolling rate of 90% or higher, and then to a high vacuum or inert gas atmosphere or reducing properties. {100} (001) texture was formed through a heat treatment process above the temperature at which the first recrystallization occurs in the atmosphere. However, in order to manufacture nickel, copper, aluminum, and silver having excellent {100} (001) texture by rolling and heat treatment, their purity must be higher than 99%, thereby changing the mechanical, electrical, and magnetic properties of wire rods. Alloying was limited. Therefore, it was difficult to change the mechanical, electrical and magnetic properties of the wire rod in the desired direction while maintaining a good {100} (001) texture.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, {100}(001) 집합조직을 갖는 금속모재에서 {100}(001)의 발달 정도를 희생시키지 않으면서 금속 모재의 기계적 전기적 자기적 열적 성질 등을 사용 목적에 맞게 변화시키는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the mechanical, electrical and magnetic and thermal properties of the metal base material without sacrificing the degree of development of {100} (001) in the metal base material having the {100} (001) texture The purpose is to change the properties according to the purpose of use.

상기의 목적 달성을 위해 압연 및 열처리를 거치면 {100}(001) 집합조직을 갖게되는 고순도의 니켈, 구리, 알루미늄, 은과 이들과 기계적, 전기적, 자기적 성질이 서로 다른 금속을 이종 접합시킴으로써 기계적, 자기적, 전기적 성질이 우수하면서도 표면에서는 {100}(001) 집합조직을 갖는 복합재료를 만들 수 있다. 이 때 접합시킨 금속의 조합 및 양을 바꾸어 사용하고자 하는 목적에 따라 완성된 재료의 기계적, 자기적, 전기적 성질을 바꿀 수 있는 것을 제공함에 있는 것이다.In order to achieve the above object, high purity nickel, copper, aluminum, and silver, which have a {100} (001) texture after rolling and heat treatment, are heterogeneously bonded to metals having different mechanical, electrical, and magnetic properties. It is possible to produce composites with excellent magnetic and electrical properties but with {100} (001) texture on the surface. In this case, it is to provide that the mechanical, magnetic, and electrical properties of the finished material can be changed according to the purpose of changing the combination and amount of the bonded metal.

도 1 은 본 발명 니켈/은 복합판재의 단면모식도1 is a schematic cross-sectional view of the present invention nickel / silver composite plate

도 2 는 본 발명 니켈/은 복합판재에서 니켈 표면의 (111) 극점도2 is a (111) pole figure of a nickel surface in the inventive nickel / silver composite sheet

도 3 은 본 발명 니켈/은 복합판재 단면에서의 SEM EPMA 화학분석에 의한3 is a SEM EPMA chemical analysis on the cross section of the present invention nickel / silver composite plate

계면을 가로지르는 방향의 니켈, 은의 성분분포도Component distribution of nickel and silver in the direction across the interface

도 4 는 본 발명 니켈/스테인레스 스틸 복합판재의 단면모식도Figure 4 is a schematic cross-sectional view of the present invention nickel / stainless steel composite plate

도 5 는 본 발명 니켈/스테인레스 스틸 복합판재에서 니켈 표면의 X선5 is an X-ray of the surface of nickel in the inventive nickel / stainless steel composite sheet

회절시험 결과도Diffraction Test Results

도 6 은 본 발명 니켈/스테인레스 스틸 복합판재의 단면에서의 SEM EPMA6 is a SEM EPMA in cross section of the inventive nickel / stainless steel composite sheet.

화학분석에 의한 계면을 가로지르는 방향의 니켈, 철의 성분분포도Component distribution of nickel and iron in the direction across the interface by chemical analysis

도 7 은 본 발명 니켈/스테인레스 스틸 복합판재의 단면에서의 SEM EPMA7 is a SEM EPMA in cross section of the inventive nickel / stainless steel composite sheet.

화학분석에 의한 계면을 가로지르는 방향의 니켈, 크롬의 성분Components of nickel and chromium in the direction across the interface by chemical analysis

분포도Distribution

도 8 은 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸 복합판재의 단면모식도8 is a schematic cross-sectional view of the present invention nickel / silver / stainless steel composite plate

도 9 는 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸 복합판재에서 니켈 표면의9 is a view of the surface of nickel in the inventive nickel / silver / stainless steel composite sheet

(111) 극점도(111) pole figure

도 10 은 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸 복합판재의 스테인레스 스틸/10 is stainless steel / of the present invention nickel / silver / stainless steel composite sheet

은 계면에서의 SEM EPMA 화학 분석에 의한 스테인레스 스틸/은Stainless steel / silver by SEM EPMA chemical analysis at silver interface

계면을 가로지르는 방향의 니켈, 철의 성분분포도Component distribution of nickel and iron in the direction crossing the interface

도 11 은 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸 복합판재의 단면에서의 SEM11 is a SEM in cross section of the inventive nickel / silver / stainless steel composite plate

EPMA 화학분석에 의한 계면을 가로지르는 방향의 니켈, 크롬의Of nickel and chromium across the interface by EPMA chemical analysis

성분분포도Ingredient distribution

도 12 는 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸 복합판재의 단면에서의 SEM12 is a SEM in cross section of the inventive nickel / silver / stainless steel composite plate

EPMA 화학분석에 의한 계면을 가로지르는 방향의 니켈, 은의Of nickel and silver across the interface by EPMA chemical analysis

성분분포도Ingredient distribution

도 13 의 (a)는 본 발명 니켈/은/니켈 복합판재의 단면모식도Figure 13 (a) is a schematic cross-sectional view of the present invention nickel / silver / nickel composite plate

(b)는 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸/은/니켈 복합판재의(b) of the present invention nickel / silver / stainless steel / silver / nickel composite plate

단면모식도Cross section

도 14 의 (a)는 본 발명 니켈/은/니켈 복합봉재의 단면모식도Figure 14 (a) is a schematic cross-sectional view of the present invention nickel / silver / nickel composite bar

(b)는 본 발명 니켈/은/스테인레스 스틸/은/니켈 복합봉재의(b) of the present invention nickel / silver / stainless steel / silver / nickel composite rod

단면모식도Cross section

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail based on the accompanying drawings as follows.

순도 99.99%의 니켈 분말과 순도 99.9%의 은 분말을 이용하여 분말야금법을 이용하여 은/니켈 이종접합체를 제조하고, 은/니켈 이종접합체를 93%의 압연 율로 냉간 압연하여 얇은 판재로 제작하고, 냉간 압연한 은/니켈 판재를 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리하며 이 때 승온속도는 500℃/h로 하여 제작되는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 및 금속 제조 방법과A silver / nickel heterojunction was prepared using powder metallurgy using nickel powder with a purity of 99.99% and silver powder with a purity of 99.9%, and cold rolled silver / nickel heterojunction at a rolling rate of 93% to produce a thin plate. Cold-rolled silver / nickel plate is heat-treated at 900 ° C. for 4 hours in a vacuum atmosphere, wherein the temperature rise rate is 500 ° C./h, and the production of heterojunction metals and metals having {100} (001) How and

{100} (001)를 갖는 금속(A)과 기계적, 전기적, 열적, 자기적 성질이 다른 인접 금속(B)을 접합하였을 때 인접 금속(B)의 금속(A)로의 확산이 조직 소둔시 금속(A)의 {100}(001)발달을 방해하지 않을 것과,When the metal (A) having the {100} (001) and the adjacent metal (B) having different mechanical, electrical, thermal, and magnetic properties are bonded to each other, diffusion of the adjacent metal (B) into the metal (A) results in the metal upon annealing. Not interfere with the development of (A) 's {100} (001),

금속(A)에 인접한 금속(B)층 다음에 다시 또 다른 금속(C)을 접합하는 경우 조직 소둔시 금속(C) 원자의 금속(B)에서의 확산계수가 적어서 금속(C)의 원자가 금속(A)으로 확산되는 것을 금속(B)층이 막아주는 역할을 하는 것과,When another metal (C) is bonded next to the metal (B) layer adjacent to the metal (A), the diffusion coefficient in the metal (B) of the metal (C) atom during the tissue annealing is low, so that the valence metal of the metal (C) The metal (B) layer prevents the diffusion into (A),

다층 금속 복합체를 만드는 데 있어 금속(A)에 인접한 금속(B) 층 다음에 다시 또 다른 금속(C)을 접합하는 경우 (B)층 금속으로 융점이 금속(A)과 금속(C)보다 낮은 것으로 구성된 다층 구조인 것과,In the case of forming a multilayer metal composite, when another metal (C) is bonded again after the metal (B) layer adjacent to the metal (A), the melting point of the (B) layer metal is lower than that of the metal (A) and the metal (C). It is a multilayer structure consisting of,

다층 금속 접합을 만드는 데 있어 금속(A)에 인접한 금속(B) 층 다음에 다시 또 다른 금속(C)을 접합하는 경우 확산접합에 의해 접합하는 방법으로 구성되어지는 것과,In the case of making a multi-layered metal joint, when joining another metal (C) after the metal (B) layer adjacent to the metal (A), it is composed of a method of joining by diffusion bonding,

다층 금속 접합을 만드는 데 있어 금속(A)에 인접한 금속(B) 층 다음에 다시 또 다른 금속(C)을 접합하는 경우 금속(C)의 분말을 사용하여 성형하여 다층 구조를 만들어 이를 금속(C)의 융점이하에서 소결하여 다층 접합을 만드는 것과,In making a multi-layer metal joint, if another metal (C) is joined again after the metal (B) layer adjacent to the metal (A), it is molded using the powder of metal (C) to form a multi-layer structure, which is then Sintering below the melting point of

제작된 다층 복합체를 고진공 혹은 불활성 분위기 상태로 금속(B)의 융점이상으로 가열하여 일정시간 유지시킨 후 이를 냉각하여 층간에 접합되게 하는 것으로 구성되어진 것과,The multi-layered composite is composed of being heated to a melting point of the metal (B) in a high vacuum or inert atmosphere and maintained for a predetermined time, and then cooled to be bonded between layers.

금속 (A)로는 니켈, 구리, 알루미늄, 은을 사용하는 것과,As a metal (A), using nickel, copper, aluminum, silver,

금속 (B)로는 은, 금, 백금, 파라듐, 탄탈륨을 사용하는 것과,As a metal (B), using silver, gold, platinum, palladium, tantalum,

금속(C)로는 스테인레스 스틸, 하스텔로이와 같이 금속(A) 또는 금속(B) 보다 기계적 강도가 높은 재료를 사용하는 것과,As the metal (C), a material having higher mechanical strength than the metal (A) or the metal (B), such as stainless steel and Hastelloy,

제조된 금속 다층 판을 압연을 통해 압연율 80% 이상으로 두께를 줄이는 것과,Reducing the thickness of the manufactured metal multilayer plate to a rolling rate of 80% or more through rolling;

제조된 얇은 다층 판을 고진공 혹은 불활성 분위기 상태에서 300℃ 이상1200℃의 온도 범위에서 열처리하여 (100)(001) 집합조직을 갖게 하는 것과,Heat-treating the prepared thin multilayer plate at a temperature range of 300 ° C. to 1200 ° C. under a high vacuum or inert atmosphere to give a (100) (001) texture,

복합 금속제 제조시 금속(A) 및 금속(A)과 접합시키는 금속의 두께를 바꾸어 금속(A)과 접합금속의 조합비율을 변화시켜 사용목적에 맞게 전체 복합재의 강도, 전기저항, 자기적 성질, 열전도 도를 바꿀 수 있는 것으로 구성되어진 것이다.In the manufacture of composite metal, by changing the thickness of the metal (A) and the metal to be bonded to the metal (A), the combination ratio of the metal (A) and the bonding metal is changed so that the strength, electrical resistance, magnetic properties, It consists of the ability to change the thermal conductivity.

실시예 1Example 1

순도 99.99%의 니켈 분말과 순도 99.9%의 은 분말을 이용하여 분말야금법을 이용하여 도 1에서와 같이 은/니켈 이종접합체를 제조하였다. 도 1의 은/니켈 이종접합체를 93%의 압연 율로 냉간 압연하여 얇은 판재로 만들었다. 냉간 압연한 은/니켈 판재를 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리하였으며 이 때 승온속도는 500℃/h 로 하였다. 이렇게 제조한 은/니켈 판재에서 니켈 면에서의 극점도를 그림 2에 나타내었다. 극점 도에서 은/니켈판재의 니켈표면에 {100}(001) 집합조직이 잘 형성된 것을 알 수 있다.A silver / nickel heterojunction was prepared using powder metallurgy using a nickel powder having a purity of 99.99% and a silver powder having a purity of 99.9% as shown in FIG. 1. The silver / nickel heterojunction of FIG. 1 was cold rolled at a rolling rate of 93% to form a thin plate. The cold rolled silver / nickel plate was heat-treated at 900 ° C. for 4 hours in a vacuum atmosphere, and the temperature increase rate was 500 ° C./h. The pole figure in the nickel plane of the silver / nickel plate thus manufactured is shown in Figure 2. It can be seen from the pole figure that the {100} (001) texture is well formed on the nickel surface of the silver / nickel plate.

도 3은 900℃에서 4시간 진공 열처리한 은/니켈 이종접합 시료의 은/니켈 계면부의 SEM EPMA 성분분석 결과이다.Figure 3 is a SEM EPMA component analysis of the silver / nickel interface portion of the silver / nickel heterojunction sample subjected to vacuum heat treatment at 900 ℃ 4 hours.

도 3 으로부터 은의 니켈 내로의 확산이 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다. 또한 니켈의 은 내부로의 확산도 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다.It can be seen from FIG. 3 that diffusion of silver into nickel hardly occurred. It can also be seen that almost no diffusion of nickel into silver occurred.

실시예 2Example 2

2mm 두께의 304 스테인레스 스틸(이하에서 SS304로 표기) 표면에 순도 99.99%의 니켈을 전기도금법으로 도금하여 도 4의 구조를 갖는 SS304/니켈 이종접합체를 제조하였다. 도 4의 SS304/니켈 이종접합체를 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리한 후 이를 다시 93%의 압연 율로 냉간 압연하여 얇은 판재로 제조하였다. 냉간 압연한 SS304/니켈 판재를 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리하였으며 이 때 승온속도는 500℃/h로 하였다. 열처리한 SS304/니켈 판재에서 니켈표면의 X-선 회절시험결과를 도 5에 나타내었다. X-선 회절패턴에서 니켈의 (200),(111),(220),(311) 결정학적 면에 의한 회절선이 관찰되는 것으로부터 {100} (001) 집합조직이 잘 형성되지 못했음을 알 수 있다.An SS 304 / nickel heterojunction having the structure of FIG. 4 was prepared by plating nickel with a purity of 99.99% on a surface of 2 mm thick 304 stainless steel (hereinafter referred to as SS304). The SS304 / nickel heterojunction of FIG. 4 was heat-treated at 900 ° C. for 4 hours in a vacuum atmosphere, and then cold rolled at a rolling rate of 93% to prepare a thin plate. The cold rolled SS304 / nickel plate was heat-treated at 900 ° C. for 4 hours in a vacuum atmosphere, and the temperature increase rate was 500 ° C./h. The X-ray diffraction test results of the nickel surface on the heat treated SS304 / nickel plate are shown in FIG. 5. From the observation of diffraction lines due to the (200), (111), (220), and (311) crystallographic aspects of nickel in the X-ray diffraction pattern, it was found that the {100} (001) texture was not well formed. Can be.

도 6과 7은 900℃에서 4시간 진공 열처리한 SS304/니켈 이종접합 시료의 SS304/니켈 계면부의 SEM EPMA 성분분석 결과이다.6 and 7 are SEM EPMA component analysis results of SS304 / nickel interface of SS304 / nickel heterojunction sample subjected to vacuum heat treatment at 900 ° C. for 4 hours.

SS304로부터 철 크롬이 니켈 내로 상당히 확산되었음을 알 수 있다. 또한 니켈의 SS304 내부로의 확산도 상당히 일어났음을 알 수 있다.From SS304 it can be seen that iron chromium significantly diffused into nickel. It can also be seen that the diffusion of nickel into SS304 also occurred significantly.

실시예 3Example 3

2mm 두께의 SS304판 위에 1mm 두께의 은판(순도 99.9%)을 올려놓고 그 위에 1mm 두께의 니켈판(순도 99.99%)을 놓은 후 980℃의 온도로 고진공에서 열처리하여도 8의 구조를 갖는 SS304/은/니켈의 이종접합체를 제조하였다.1mm thick silver plate (purity 99.9%) is placed on 2mm thick SS304 plate, 1mm thick nickel plate (purity 99.99%) is placed on it, and heat treated in high vacuum at a temperature of 980 ° C. Heteroconjugates of silver / nickel were prepared.

도 8의 SS304/은/니켈 이종접합체를 97%의 압연 율로 냉간 압연하여 얇은 판재로 제조하였다. 냉간 압연한 SS304/은/니켈 판재를 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리하였으며 이 때 승온속도는 500℃/h로 하였다. 도 9는 열처리한 SS304/은/니켈 판재에서 니켈표면의 X-선 극점도로서 니켈의 {100}(001) 집합조직이 잘 형성되어 있음을 알 수 있다.The SS304 / silver / nickel heterojunction of FIG. 8 was cold rolled at a rolling rate of 97% to prepare a thin plate. The cold rolled SS304 / silver / nickel plate was heat-treated at 900 ° C. for 4 hours in a vacuum atmosphere, and the temperature rising rate was 500 ° C./h. 9 shows that the {100} (001) texture of nickel is well formed as an X-ray pole figure of the nickel surface in the heat treated SS304 / silver / nickel plate.

도 10과 도 11은 900℃에서 4시간 진공 열처리한 SS304/은/니켈 이종접합 시료의 SS304/은 계면 부에서의 SEM EPMA 성분분석 결과이다.10 and 11 are SEM EPMA component analysis results at SS304 / silver interface portions of SS304 / silver / nickel heterojunction samples subjected to vacuum heat treatment at 900 ° C. for 4 hours.

SS304로부터 은내부로의 철, 크롬의 확산이 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다. 또한 은의 SS304 내부로의 확산도 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다.It can be seen that almost no diffusion of iron and chromium from SS304 into silver occurred. It can also be seen that diffusion of silver into SS304 hardly occurred.

도 12는 900℃에서 4시간 진공 열처리한 SS304/은/니켈 이종접합 시료의 니켈/은 계면부에서의 SEM EPMA 성분분석 결과이다.12 is a SEM EPMA component analysis result at the nickel / silver interface of the SS304 / silver / nickel heterojunction sample subjected to vacuum heat treatment at 900 ℃ 4 hours.

은의 니켈 내로의 확산이 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다. 또한 니켈의 은 내부로의 확산도 거의 일어나지 않았음을 알 수 있다.It can be seen that almost no diffusion of silver into nickel occurred. It can also be seen that almost no diffusion of nickel into silver occurred.

도 10, 11, 12로부터 SS304/은/니켈 이종접합 시료는 SS304/니켈 이종접합시료와 달리 니켈 내로의 SS304의 철, 크롬 확산이나 SS304 내부로의 니켈의 확산이 일어나지 않았다. 이는 SS304와 니켈사이에 존재하는 은이 이 두 금속의 구성성분들의 확산을 차단하는 확산방지막으로 작용하였기 때문이다.10, 11, and 12, the SS304 / silver / nickel heterojunction sample, unlike the SS304 / nickel heterojunction sample, did not cause iron, chromium diffusion of SS304 into nickel or diffusion of nickel into SS304. This is because the silver present between SS304 and nickel acts as a diffusion barrier to block the diffusion of the components of these two metals.

발명의 변형 예, 응용 예Modifications of the Invention, Application Examples

(1) 실시 예에서는 금속판을 사용하여 한 쪽면만 {100}(001)구조를 갖는 다층 판을 제조하였으나 다층 판이 대칭구조를 갖게 하여 판의 양면이 {100}(001)를 갖게 하는 구조(도 13 참조)도 가능하다.(1) In the embodiment, a multilayer plate having a {100} (001) structure on only one side was manufactured using a metal plate, but the multilayer plate had a symmetrical structure so that both sides of the plate had {100} (001) (Fig. 13).

(2) 출발시료를 판재가아닌 봉재와 튜브를 사용하여 원형으로 시작할 수 있다(도 14 참조)(2) The starting sample can be started in a circle using rods and tubes rather than plates (see Figure 14).

(3) 본 발명을 통해 제조된 {100}(001)를 갖는 금속제는 표면에 세리아(ceria), YSZ,(RE=rare earth metal)박막을 각기 적절한 조건에서 증착시키면 금속 복합재 표면의 {100}(001)를 유지하며 세리아(ceria), YSZ,(RE=rare earth metal) 박막이 증착되는 헤테로 에피텍시얼(hetero-epitaxial) 성장을 하여 바이-액시얼(bi-axially) 조직을 갖게 된다. 이렇게 제조한(RE=rare earth metal) 박막은 배향성이 우수하여 단결정과 비슷한 높은 임계전류밀도를 갖게되므로 통전전류가 큰 초전도 복합전도체(선재, 판재, 원통형재등)를 만들어 사용할 수 있다.(3) The metal having {100} (001) prepared through the present invention may be made of ceria, YSZ, (RE = rare earth metal) thin films are deposited under appropriate conditions to maintain {100} (001) on the surface of the metal composite and to produce ceria, YSZ, (RE = rare earth metal) Hetero-epitaxial growth in which a thin film is deposited results in bi-axially structure. So manufactured (RE = rare earth metal) The thin film has a high critical current density similar to that of a single crystal because of its excellent orientation and can be used to make superconducting composite conductors (wires, plates, cylindrical materials, etc.) with a large conduction current.

그러므로 본 발명은 니켈과 기계적. 전기적. 열적. 자기적 성질이 다른 금속을 접합시켜 제일 바깥쪽이 니켈 금속이고 안쪽은 다른 금속인 다층 복합체를 만들었다. 이렇게 제조된 다층 구조 복합 판은 금속모재 표면의 {100}(001)를 나타내는 니켈 금속의 특성과 함께 접합된 다른 금속의 기계적. 전기적. 열적. 자기적 성질을 복합적으로 갖게된다. 따라서 접합되는 금속의 성질에 따라 전체 다층 박판의 성질을 원하는 용도에 따라 조절할 수 있다.Therefore the invention is nickel and mechanical. Electrical. Thermal. Metals with different magnetic properties were bonded together to create a multilayered composite with the outermost nickel metal and the inner metal. The multi-layered composite plate thus prepared was mechanically bonded to other metals joined together with the properties of nickel metal, indicating {100} (001) of the metal matrix surface. Electrical. Thermal. It has a combination of magnetic properties. Therefore, the properties of the entire multilayer thin plate can be adjusted according to the desired use depending on the properties of the metal to be bonded.

또한 본 발명을 통해 제조된 {100}(001)를 갖는 금속제는 표면에 세리아(ceria), YSZ,(RE=rare earth metal)박막을 각기 적절한 조건에서 증착시키면 금속 복합재 표면의 {100}(001)를 유지하며 세리아(ceria), YSZ,(RE=rare earth metal) 박막이 증착되는 헤테로 에피텍시얼(hetero -epitaxial) 성장을 하여 바이-액시얼(bi-axially) 조직을 갖게된다. 이렇게 제조한(RE=rare earth metal) 박막은 배향성이 우수하여 단결정과 비슷한 높은 임계전류밀도를 갖게되므로 통전전류가 큰 초전도 복합전도체(선재. 판재. 원통형재등)를 만들어 사용할 수 있다. 이때 제조된 초전도 복합 선재는 순수 니켈 금속모재를 사용한 것에 비해 함께 이종 접합된 다른 금속의 기계적. 전기적. 열적. 자기적 성질을 복합적으로 갖게되는 것이다.In addition, the metal having the {100} (001) prepared through the present invention is made of ceria (ceria), YSZ, (RE = rare earth metal) thin films are deposited under appropriate conditions to maintain {100} (001) on the surface of the metal composite and to produce ceria, YSZ, (RE = rare earth metal) Hetero-epitaxial growth in which a thin film is deposited results in bi-axially organization. So manufactured (RE = rare earth metal) Thin films have high critical current density similar to single crystal because of their excellent orientation and can be used to make superconducting composite conductors (wires, plates, cylindrical materials, etc.) with a large conduction current. At this time, the superconducting composite wire produced was mechanically different from that of other metals joined together, compared with the pure nickel metal base material. Electrical. Thermal. It is a combination of magnetic properties.

Claims (14)

순도 99.99%의 니켈 분말과 순도 99.9%의 은 분말을 이용하여 분말야금법을 이용하여 은/니켈 이종접합체를 제조하고, 은/니켈 이종접합체를 93%의 압연 율로 냉간 압연하여 얇은 판재로 제작하고, 냉간 압연한 은/니켈 판재를 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리하며 이 때 승온속도는 500℃/h로 하여 제작되는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제.A silver / nickel heterojunction was prepared using powder metallurgy using nickel powder with a purity of 99.99% and silver powder with a purity of 99.9%, and cold rolled silver / nickel heterojunction at a rolling rate of 93% to produce a thin plate. The cold-rolled silver / nickel plate is heat treated at 900 ° C. for 4 hours in a vacuum atmosphere, wherein the temperature rise rate is 500 ° C./h, wherein the heterojunction metal having {100} (001) is made. 순도 99.99%의 니켈 분말과 순도 99.9%의 은 분말을 이용하여 분말야금법을 이용하여 은/니켈 이종접합체를 제조하고, 은/니켈 이종접합체를 93%의 압연 율로 냉간 압연하여 얇은 판재로 제작하고, 냉간 압연한 은/니켈 판재를 진공분위기에서 900℃로 4시간 열처리하며 이 때 승온속도는 500℃/h로 하여 제작되는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.A silver / nickel heterojunction was prepared using powder metallurgy using nickel powder with a purity of 99.99% and silver powder with a purity of 99.9%, and cold rolled silver / nickel heterojunction at a rolling rate of 93% to produce a thin plate. The cold rolled silver / nickel plate is heat treated at 900 ° C. for 4 hours in a vacuum atmosphere, wherein the temperature increase rate is 500 ° C./h. 제 2항에 있어서 ;The method of claim 2; {100}(001)를 갖는 금속(A)과 기계적, 전기적, 열적, 자기적 성질이 다른 인접금속(B)을 접합하였을 때 인접 금속(B)의 금속(A)로의 확산이 조직 소둔시 금속(A)의 {100}(001)발달을 방해하지 않을 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.When the metal (A) having {100} (001) and the adjacent metal (B) having different mechanical, electrical, thermal, and magnetic properties are joined, the diffusion of the adjacent metal (B) into the metal (A) causes the metal to undergo annealing. A method for producing a heterojunction metal having a {100} (001), characterized in that it does not interfere with the development of {100} (001) in (A). 제 2항에 있어서 ;The method of claim 2; 금속(A)에 인접한 금속(B)층 다음에 다시 또 다른 금속(C)을 접합하는 경우 조직 소둔시 금속(C) 원자의 금속(B)에서의 확산계수가 적어서 금속(C)의 원자가 금속(A)으로 확산되는 것을 금속(B)층이 막아주는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.When another metal (C) is bonded next to the metal (B) layer adjacent to the metal (A), the diffusion coefficient in the metal (B) of the metal (C) atom during the tissue annealing is low, so that the valence metal of the metal (C) Method for producing a heterojunction metal having a {100} (001), characterized in that the metal (B) layer serves to prevent the diffusion to (A). 제 2항에 있어서 ;The method of claim 2; 다층 금속 복합체를 만드는 데 있어 금속(A)에 인접한 금속(B) 층 다음에 다시 또 다른 금속(C)을 접합하는 경우 B층 금속으로 융점이 금속(A)과 금속(C)보다 낮은 것으로 구성되는 다층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.When forming a multi-layered metal composite, joining another metal (C) next to the metal (B) layer adjacent to the metal (A) again, layer B consists of metals with melting points lower than metal (A) and metal (C) Method for producing a heterojunction metal having a {100} (001), characterized in that it has a multi-layer structure. 제 2항에 있어서 ;The method of claim 2; 다층 금속 접합을 만드는 데 있어 금속(A)에 인접한 금속(B) 층 다음에 다시 또 다른 금속(C)을 접합하는 경우 확산접합에 의해 접합하는 방법으로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.In the case of forming a multi-layer metal joint, when the metal (B) layer adjacent to the metal (A) is joined to another metal (C) again, it is composed of a method of joining by diffusion bonding. 001) manufacturing method of heterojunction metal. 제 2항에 있어서 ;The method of claim 2; 다층 금속 접합을 만드는 데 있어 금속(A)에 인접한 금속(B) 층 다음에 다시 또 다른 금속(C)을 접합하는 경우 금속(C)의 분말을 사용하여 성형하여 다층 구조를 만들어 이를 금속(C)의 융점이하에서 소결하여 다층 접합을 만드는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.In making a multi-layer metal joint, if another metal (C) is joined again after the metal (B) layer adjacent to the metal (A), it is molded using the powder of metal (C) to form a multi-layer structure, which is then A method for producing a heterojunction metal having a {100} (001), characterized by sintering below a melting point of) to form a multilayer junction. 제 2항에 있어서 ;The method of claim 2; 제작된 다층 복합체를 고진공 혹은 불활성 분위기 상태로 금속(B)의 융점 이상으로 가열하여 일정시간 유지시킨 후 이를 냉각하여 층간에 접합되게 하는 것으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.Heterogeneous having {100} (001), characterized in that the multi-layered composite is constructed to be heated at a melting point of the metal (B) or higher in a high vacuum or inert atmosphere to maintain a predetermined time, and then cooled and bonded to the layers. Joining metal manufacturing method. 제 2항에 있어서 ;The method of claim 2; 금속 A로는 니켈, 구리, 알루미늄, 은을 사용하는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.A method for producing a heterojunction metal having a {100} (001), characterized by using nickel, copper, aluminum, and silver as the metal A. 제 2항에 있어서 ;The method of claim 2; 금속 B로는 은, 금, 백금, 파라듐, 탄탈륨을 사용하는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.A metal B manufacturing method of a heterojunction metal having a {100} (001) comprising silver, gold, platinum, palladium, and tantalum. 제 4항에 있어서 ;The method of claim 4; 금속(C)로는 스테인레스 스틸, 하스텔로이와 같이 금속(A)또는 금속(B) 보다 기계적 강도가 높은 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.A method for producing a heterojunction metal having a {100} (001) comprising a material having higher mechanical strength than that of the metal (A) or the metal (B), such as stainless steel and Hastelloy. 제 6항에 있어서 ;The method of claim 6; 제조된 금속 다층 판을 압연을 통해 압연율 80% 이상으로 두께를 줄이는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.Method for producing a heterojunction metal having a {100} (001), characterized in that the thickness of the metal multi-layer plate produced by rolling to reduce the thickness to more than 80%. 제 12항에 있어서 ;The method of claim 12; 제조된 얇은 다층 판을 고진공 혹은 불활성 분위기로 상태에서 300℃ 이상1200℃ 이하의 온도 범위에서 열처리하여 (100)(001) 집합조직을 갖게 하는 것을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.Heterojunction with {100} (001) characterized in that the thin multilayer plate is heat-treated in a high vacuum or inert atmosphere in a temperature range of 300 ° C. to 1200 ° C. to have a (100) (001) texture. Metal manufacturing method. 제 2항에 있어서 ;The method of claim 2; 복합 금속제 제조시 금속(A) 및 금속(A)과 접합시키는 금속의 두께를 바꾸어 금속(A)과 접합금속의 조합비율을 변화시켜 사용목적에 맞게 전체 복합재의 강도, 전기저항, 자기적 성질, 열전도 도를 바꾸는 방법을 특징으로 하는 {100}(001)를 갖는 이종접합 금속제 제조방법.In the manufacture of composite metal, by changing the thickness of the metal (A) and the metal to be bonded to the metal (A), the combination ratio of the metal (A) and the bonding metal is changed so that the strength, electrical resistance, magnetic properties, A method for producing a heterojunction metal having a {100} (001), characterized by a method of changing the thermal conductivity.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102160505B1 (en) * 2019-04-30 2020-09-28 주식회사 한국클래드텍 Fabrication method of lightweight thermally conductive clad sheet, and the clad sheet thereby
KR20220002049A (en) 2020-06-30 2022-01-06 최재원 Indoor air purification system and indoor air cleaning method

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