KR20060051030A - 복합 소재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 동이나 동합금의 적어도 하나의 영역과, 주로 흑연 소재의 적어도 하나의 영역과, 상기 영역들 사이에 위치된 적어도 하나의 결합 영역을 포함하고, 상기 결합 영역은, Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 그룹의 하나 이상의 카바이드와, 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 망간(Mn), 주석(Sn)으로 구성된 그룹의 하나 이상의 원소를 포함하는 복합 소재에 관한 것이다. 이 복합 소재는 바람직하게는 백캐스팅 공정에 의해 제조된다.
복합 소재

Description

복합 소재{MATERIAL COMPOSITE}
본 발명은, 동(copper)이나 동합금(copper alloy)의 적어도 하나의 영역, 주로 흑연 소재의 적어도 하나의 영역 및 상기 두 영역들 사이에 위치된 적어도 하나의 결합 영역을 포함하는 복합 소재와, 그 복합 소재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
이러한 복합 소재가 통상적으로 활용되는 분야의 예를 들면, 냉각 장치, 일례로 융합로용 전환기(diverter) 및 리미터(limiter)를 들 수 있다. 이러한 복합 소재는 일반적으로, 저산소 동(low-oxygen copper: OFHC)과 같은 순동(pure copper)의 영역과, 탄소 섬유 강화 흑연(CFC)과 같이 서로 일체로 결합된 흑연의 영역을 포함한다. 일체형 결합은 일례로 유럽 특허 공보 제0 663 670 B1호에 개시된 바와 같이 백캐스팅(back casting) 공정에 의해 행해질 수 있다. 하지만, 솔더링(soldering) 기술 또는 가압 접합 기술(일례로 HIP)이 활용될 수도 있다. 결합 영역을 형성하는 동 영역과 흑연 영역의 결합 영역들은 평탄하거나 곡형일 수 있다. 평탄한 구성의 예를 들면 평탄한 브릭 전환기(brick diverter)를 들 수 있다. 일례로 관 전환기 부재의 경우에는 곡형 결합 영역이 형성된다. 이때, 흑연부는 벽 이 순동에 일체로 결합되는 구멍을 구비하며, 순동은 냉각제가 유동하는 동합금(일례로 동-크롬-지르코늄)의 관에 일체로 결합된다. 흑연 소재에 일체로 결합된 순동은 발열 기능을 갖는다. 또한, 순동은 흑연이 순동 중간층을 거쳐 고강도 동합금(일례로 동-크롬-지르코늄)에 결합되는 경우에서와 같이 응력 소산의 기능도 갖는다. 흑연 소재 및 하나 이상의 동 소재의 영역과는 별도로, 냉각 장치에는 일례로 강재 또는 텅스텐 합금(La2O3의 중량 기준으로 W-1%)의 추가 영역이 구비될 수 있다.
각 경우에 있어서, 흑연과 동 사이의 결합 영역은 복합 소재의 취약 지점을 형성하게 된다. 결합 영역의 강도가 향상된 냉각 장치 제조 방법이 유럽 특허 공보 제0 663 670 B1호에 개시되어 있다. 여기서, 냉각 장치의 금속은 용융 상태에서 내열성 소재 부품들과 접촉하게 되며, 이때 주기율표 중 전이 그룹 Ⅳ 및/또는 Ⅴ의 일정량의 하나 이상의 금속들이 결합 공정 중에 결합 영역에 사용될 수 있다.
이러한 방식으로 형성된 복합 소재, 특히 CFC-동 복합재는 매우 향상된 강도를 갖게 된다. 높은 응력을 받는 복합 소재, 일례로 융합로용 냉각 부재에 대해서는, 이러한 강도 수준을 더욱 향상시키는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 강도가 향상된 복합 소재, 특히 동/흑연 결합 영역에서 강도가 더욱 향상된 복합 소재와, 그 복합 소재를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 특허청구범위 제1항에 개시된 복합 소재에 의해 달성된다.
본 발명에 의한 복합 소재는 동이나 동합금의 영역과, 주로 흑연 소재의 영역과, 상기 두 영역들 사이에 위치된 결합 영역을 포함한다. 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 결합 영역은 동/동합금이 흑연 소재에 일체로 결합되는 영역이 된다. 결합 영역의 범위는 피결합 소재들의 결합 영역들에 의해 정해지며, 이러한 결합 영역들 이외에도 결합 부재들 사이에 삽입되거나 결합 공정 중에 형성되는 상 구성 요소가 또한 상기 결합 영역에 포함된다. 본 발명에 따른 결합 영역은, 하나 이상의 카바이드(carbide)나, 또는 Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 그룹의 적어도 하나의 원소와 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn)으로 구성된 그룹의 하나 이상의 원소로 형성된 혼합 카바이드를 포함한다. 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn) 및 망간(Mn)이 형성하는 결합 형태는 중요하지 않다. 따라서, 이들 원소가 바람직하게는 Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속의 원소와 함께 본 발명에 따른 복합 소재에서 카바이드 복합물의 형태, 금속간 상, 원소 형태 및/또는 용액으로서 검출되었다.
종래 기술(유럽 특허 공보 제0 663 670 B1호)에 따르면, 단지 강하게 카바이드를 형성하는 원소, 바람직하게는 티타늄만을 동과 흑연 소재 사이의 결합 영역에 도입하도록 하였다. 이러한 방법은 활성법으로도 불리운다. 결합 공정, 일례로 백 캐스팅 공정 중에, 연속하는 티타늄 카바이드 층이 흑연 소재에 형성되며, 이는 동이 접합될 수 있는 접합성에 바람직한 영향을 미치게 된다. 티타늄에 의한 활성법에 의해 동/티타늄 카바이드 계면의 강도가 매우 높아진다. 하지만, 티타늄 카바이드가 흑연 소재로 전이되는 영역은 항상 취약 지점을 형성하게 된다.
근래에 판명된 바에 따르면, 카바이드나, Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 그룹의 하나 이상의 원소로 형성된 혼합 카바이드를 형성시키기 위하여, Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 그룹의 하나 이상의 원소와, 약하게 카바이드를 형성하는 원소들인 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn)으로 구성된 그룹의 하나 이상의 원소로 활성법을 행하게 되면, 결합 강도, 특히 티타늄 카바이드가 흑연 소재로 전이되는 영역의 강도에 의해 주로 결정되는 결합 영역의 전단 강도를 매우 향상시킬 수 있게 된다. 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn) 및/또는 망간(Mn)의 상 영역과, 그리고/또는 위에서 언급한 카바이드 형성 원소의 금속간 상의 상 영역은 바람직하게는 고립부(island)로서 존재한다.
특히 바람직하기로는, 강하게 카바이드를 형성하는 원소에는 이트륨(Y), 티타늄(Ti), 바나듐(V) 및 몰리브덴(Mo)이 포함되며, 이때 티타늄(Ti)의 활용시에 가장 우수한 결과를 산출할 수 있다. 기본적으로, 약하게 카바이드를 형성하는 원소와 강하게 카바이드를 형성하는 원소는 결합 영역에 원소 형태로 존재할 수도 있다. 또한, 상기 카바이드 형성 원소들은 흑연 소재에 존재할 수 있고(일례로 카바이드로서) 동/동합금에 존재할 수 있으며(일례로 용액이나 침전물로서), 바람직하 게는 각 결합 영역에 보다 높은 농도를 가지고서 존재할 수 있다.
가장 우수한 결과가 티타늄(Ti) 및 실리콘(Si) 활성법에 의해 달성될 수 있었으며, 이때 결합 영역에 탄화 티타늄(TiC), Ti5Si3, 탄화 실리콘(SiC)이 존재하게 된다. 이러한 경우에, 결합 영역의 전단 강도는 탄소 섬유 강화 흑연(CFC)의 전단 강도에 비해 크다.
탄소 섬유 강화 흑연(CFC)과 순동의 열전도율이 높기 때문에, 이 소재 쌍은 특히 본 발명에 따른 복합 소재의 제조에 적합하다. 이러한 경우에, 탄소 섬유 강화 흑연(CFC)도 또한 열전도율이 우수한 탄화 규소(SiC)나 여타 다른 상 구성 요소 부분을 함유할 수 있다. 주로 흑연인 소재와 동/동합금 사이의 결합 강도는 주로 흑연인 소재를 구조화시킴으로써 향상될 수 있다. 이러한 구조화는 일례로 레이저에 의해 구멍을 형성시킴으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 복합 소재의 제조에 특히 바람직한 공정은 백캐스팅 공정이다. 백캐스팅 공정에 따르면, 용융 상태의 동/동합금이 흑연과 접촉된다. 이는 내열성 소재로 제조된 몰드에서 행해지며, 이때 몰드의 음각 윤곽은 복합 소재의 양각 윤곽에 거의 일치한다.
Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속, 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn) 및 망간(Mn) 그룹의 원소들은, 일례로 하나 또는 2개의 결합 부재를 코팅하거나 결합 부재들 사이에 하나 이상의 포일을 위치시킴으로써 도입될 수 있다. 적절한 코팅 방법으로는 일례로 전해법과 화학 증착법(CVD) 및 물리 증착법 (PVD)을 들 수 있다. Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속, 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn) 및 망간(Mn) 그룹의 원소들은 바람직하게는 층이나 포일에 원소 형태로 존재한다. 고상선 온도 및 액상선 온도의 저하와 관련된 비변체 변환(nonvariant transformation)은 Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 그룹의 원소와 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn) 사이에서 일어나며, 이로 인해 접합 상태가 향상되게 된다.
하지만, 이들 원소들은 원칙적으로는 여타 다른 형태, 일례로 복합물이나 합금의 형태로도 존재할 수 있다. 하지만, Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 복합물의 형성 에너지는 각 카바이드의 형성 에너지에 비해 작아야 한다.
코팅에 의해 도입이 이루어지면, 흑연부에 층이 증착되는 것이 바람직하다. 이에 따라 카바이드 형성 원소와 탄소원, 즉 흑연 사이의 밀착 접촉이 이루어지게 된다. 10 내지 50㎛의 두께 범위가 층/포일에 적절한 것으로 판명되었다. 별도의 공정 단계 중에, 카바이드 형성 원소들은 용융되거나 카바이드로 부분 변환될 수도 있다. Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 그룹 원소의 비율에 기초하여 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn)으로 구성된 그룹의 원소 비율을 선정함으로써, 이들 원소들로부터 형성된 합금이 공융상(eutectic phase) 부분을 포함하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간 (Mn)으로 구성된 그룹의 하나 이상의 약하게 카바이드를 형성하는 원소들이 흑연부에 원소 형태로 증착되거나 흑연부에 원소형 포일로서 부착되면 바람직하다. 추가 단계에서, 흑연부와 층/포일은 약하게 카바이드를 형성하는 원소의 용융점 이상의 온도로 가열된다. 합금 층이나 합금 포일이 존재하면, 흑연부와 층/포일은 적어도 고상선 온도보다 높은 온도로 가열된다. 일례로 2개 이상의 카바이드 형성 원소들을 포함한 합금을 사용하는 경우에는, 공융 미세 구조 구성 요소를 구비한 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 공융 합금이나 유사 공융 합금이 특히 바람직하다.
하나 이상의 카바이드 형성 원소가 사용되는 경우에는, 본 공정은 다수의 단계들로 실시될 수도 있다.
흑연과 동/동합금 사이의 결합 강도는, 흑연 소재를 실리콘(Si)이나 게르마늄(Ge)으로 코팅함으로써 상당히 높아질 수 있으며, 이때 코팅 표면은 표면 구조를 구비한다. 예를 들어, 흑연부에 실리콘 함유 슬러리를 가함으로써 실리콘(Si)에 의한 코팅이 이루어질 수 있다. 이어서, 이러한 방식으로 코팅된 부분은 보호 가스의 작용하에서 또는 압력이 감압된 상태에서 실리콘(Si)의 용융점 이상의 온도로 가열된다. 이러한 방식으로 형성된 부분에는, 강하게 카바이드를 형성하는 원소, 바람직하게는 티타늄(Ti)이 일례로 포일의 형태로 부착된다. 실리콘(Si)의 비율과 티타늄(Ti)의 비율은 바람직하게는 그들이 서로 반응할 때 공융 미세 구조 구성 요소가 형성되도록 선정된다. 추가 공정 단계에서, 티타늄 포일은 보호 가스의 작용하에서 또는 압력이 감압된 상태에서 용융된다. 하지만, 실리콘(Si)과 티타늄(Ti)은 또한 단일 공정 단계에서 용융될 수도 있다. 이러한 경우에, 온도는 적어도 각 합금의 고상선 온도 이상이어야 한다.
이어서, 용융물이 흑연의 구조 표면의 미세 구멍이나 큰 구멍 내로 침투된다. 이에 따라, 티타늄(Ti)과 흑연부의 탄소(C)가 부분 반응하여 탄화 티타늄(TiC)을 형성하게 된다. 보다 약하게 카바이드를 형성하는 원소인 실리콘(Si)은 탄소(C) 및 티타늄(Ti)과 반응하되, 금속간 상 Ti5Si3를 형성시킬 수 있을 정도로만 반응한다. 또한, 작은 비율의 산화 실리콘(SiO2)이 검출될 수 있는데, 이는 공정 분위기에서 흡착된 산소 또는 소량의 산소(O)에 기인한 것이다. 이러한 방식으로 예비 처리된 흑연부는 내열성 재료로 제조된 몰드에 위치되고, 상기 흑연부의 처리 표면은 소정량의 동이나 동합금으로 덮여진다. 이어서 동/동합금이 액화될 때까지 전체 복합물이 가열된다. 함유된 금속성 티타늄(Ti)은 동 용융물에서 단시간 동안 용해된다. 동이나 동합금을 고형화시킨 후에, 동 및 동합금과 흑연부 사이의 강한 밀착 결합이 달성되며, 이때 티타늄(Ti)은 결합 영역에서 동(Cu)에 농축된다.
본 발명에 따른 복합 소재는 바람직하게는 냉각 부재로서 사용되며, 이러한 경우에 바람직하게는 융합로용 전환기 또는 리미터로서 사용된다.
이하에서는 제조 실시예를 참고하여 본 발명을 설명한다.
본 발명에 따른 복합 소재를 제조하기 위하여, 200×100×50㎣의 크기를 갖는 섬유 강화 흑연(CFC)의 각주형 부재의 200×100㎟의 측면에, 표면에 수직으로 연장되고 대략 100㎛의 직경을 갖는 구멍을 레이저에 의해 형성시켰다. 흑연부를 세정시킨 후에, 실험에 따라 여러 가지 다양한 약하게 카바이드를 형성하는 원소들 이 분산되어 있는 슬러리를 상기 방식에 따라 구조가 형성되어 있는 표면에 가하였다. 가해진 양은 이론적으로 각각의 원소를 6㎛만큼 덮을 수 있는 농도에 해당되게끔 산출하였다. 사용된 원소들을 다음의 표 1에 도시하였다. 이러한 방식으로 처리된 원소들을, 각각의 약하게 카바이드를 형성하는 원소의 액상선 온도에 비해 40℃가 높은 온도로, 압력이 감소된 상태에서 60분 동안 가열하였다. 추가 공정 단계에서, 처리 표면을 실험에 따라 20㎛ 두께의 티타늄 또는 바나듐 포일로 덮었으며, 이 부재를 다시 한 번 압력이 감압된 상태에서 1720℃[티타늄(Ti)] 또는 1950℃[바나듐(V)]의 온도로 가열하였다. 소정 온도에서의 유지 시간은 60분으로 하였다. 실온으로 냉각시킨 후에, 초음파에 의해 세척한 200×100×50㎣의 크기를 갖는 동 블록을 티타늄 피복 영역이나 바나듐 피복 영역에 위치시켰으며, 이 적층물을 길이 및 폭이 소재 적층물의 길이(200mm) 및 폭(100mm)에 대응되는 흑연 몰드 내로 도입하였다. 이어서, 소재 적층물을 유도 가열로에서 1150℃로 가열하였다. 이러한 방식으로 제조된 복합 소재를 노에서 꺼낸 후에, 전단 시험을 행하였다. 비교를 위해서, 종래 기술의 복합 소재를 약하게 카바이드를 형성하는 원소의 도입없이 동일한 공정 순서에 따라 제조하였다. 전단 시험에 의하면, 본 발명(실시예 3 내지 8)에 따라 제조된 복합 소재는 종래 기술(실시예 1 및 2)에 비해 매우 향상된 전단 강도를 나타내었다.
표 1
실험 번호 실험시 제조된 부재 약하게 카바이드를 형성하는 원소 강하게 카바이드를 형성하는 원소 전단 강도 [MPa]
1 종래 기술 - 티타늄(Ti) 33
2 종래 기술 - 바나듐(V) 25
3 본 발명 실리콘(Si) 티타늄(Ti) 67
4 본 발명 게르마늄(Ge) 티타늄(Ti) 70
5 본 발명 알루미늄(Al) 티타늄(Ti) 49
6 본 발명 실리콘(Si) 바나듐(V) 54
7 본 발명 게르마늄(Ge) 바나듐(V) 54
8 본 발명 알루미늄(Al) 바나듐(V) 44
본 발명에 따르면, 강도가 향상된 복합 소재, 특히 동/흑연 결합 영역에서 강도가 더욱 향상된 복합 소재와, 그 복합 소재를 제조하는 방법이 제공된다.

Claims (25)

  1. 동이나 동합금의 적어도 하나의 영역과, 주로 흑연 소재의 적어도 하나의 영역과, 상기 영역들 사이에 위치된 적어도 하나의 결합 영역을 포함하고, 상기 결합 영역은, 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn)으로 구성된 그룹의 하나 이상의 원소와, Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 그룹의 하나 이상의 원소의 적어도 하나의 카바이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  2. 제1항에 있어서,
    결합 영역은, 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn)으로 구성된 그룹의 하나 이상의 원소로서, 카바이드 복합물 형태 및/또는 금속간 상 및/또는 용해 형태 및/또는 원소 형태의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  3. 제2항에 있어서,
    결합 영역은, 카바이드나, 또는 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn)으로 구성된 그룹의 하나 이상의 원소의 혼합 카바이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합 영역은, 적어도 하나의 카바이드나, 또는 티타늄(Ti), 바나듐(V) 및/또는 몰리브덴(Mo) 원소의 혼합 카바이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속, 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn) 그룹의 적어도 하나의 원소는 동이나 동합금에서 용해되는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  6. 제5항에 있어서,
    Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속, 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn) 그룹의 원소는 동 결합 영역에 농축되는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합 영역은 티타늄(Ti) 카바이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합 영역은 실리콘(Si) 및/또는 게르마늄(Ge)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합 영역은 티타늄(Ti) 카바이드와 실리콘(Si) 카바이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합 영역은, Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속, 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn) 그룹의 적어도 하나의 원소를 원소 형태로 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합 영역은, Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 그룹의 하나 이상의 원소와 함께 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn)으로 구성된 그룹의 하나 이상의 원소의 적어도 하나의 금속간 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속, 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn) 그룹의 하나 이상의 원소는, 주로 흑연 소재로 구성된 영역에 존재하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    결합 영역의 두께는 0.05 내지 30㎛인 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 카바이드는 결합 영역에서 연속층을 형성하지 않으며 바람직하게는 고립부로서 존재하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    주로 흑연 소재로 구성된 영역은 탄소 섬유 강화 흑연(CFC)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    주로 흑연 소재로 구성된 영역의 결합 영역에는 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    동이나 동합금으로 구성된 영역은 저산소 동(OFHC)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉각 부재로서 사용되는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  19. 제18항에 있어서,
    융합로의 제1 벽 구성 부재, 바람직하게는 전환기나 리미터로 사용되는 것을 특징으로 하는 복합 소재.
  20. 동을 그의 용융점 이상의 온도로 가열시키거나 동합금을 그의 고상선 온도 이상의 온도로 가열시키는 단계와, 상기 동이나 동합금을 주로 흑연인 소재와 접촉시키는 단계를 포함하고, 실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn)으로 구성된 그룹의 일정량의 하나 이상의 원소와, Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 그룹의 하나 이상의 원소를 결합 공정 중에 결합 영역에 사용하며, 동이나 동합금을 냉각시켜 고형화시키는 것을 특징으로 하는 복합 소재 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn)으로 구성된 그룹의 하나 이상의 원소의 비율과 Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 그룹의 하나 이상의 원소의 비율은, 상기 원소들로부터 형성된 합금이 공융상 부분을 포함하도록 선정되는 것을 특징으로 하는 복합 소재 제조 방법.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    동합금은 그의 액상선 온도 이상의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 복합 소재 제조 방법.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    실리콘(Si), 붕소(B), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 망간(Mn)으로 구성된 그룹의 일정량의 하나 이상의 원소가 원소 형태, 복합물 및/또는 합금으로서 주로 흑연인 소재에 부착되고, 상기한 방식으로 처리된 흑연 소재는 주로 흑연인 소재의 적어도 부분적인 웨팅(wetting)이 일어나도록 상기 부착된 원소/복합물/합금의 고상선 온도 이상의 온도로 가열되며, Ⅳb, Ⅴb, Ⅵb 전이 금속 그룹의 하나 이상의 원소의 하나 이상의 포일이, 상기 처리된 흑연 소재에 부착되어, 카바이드가 형성될 수 있도록 하고 흑연 소재의 처리된 표면이 내열성 소재로 제조된 몰드에서 동이나 동합금으로 덮여질 수 있도록 하는 온도로 상기 처리된 흑연 소재와 함께 가열되고, 전체 복합물이 동이나 동합금의 액상선 온도 이상의 온도로 가열되 는 것을 특징으로 하는 복합 소재 제조 방법.
  24. 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    복합 소재는 냉각 부재로서 사용되는 것을 특징으로 하는 복합 소재 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    복합 소재는 융합로의 제1 벽 구성 부재, 바람직하게는 전환기나 리미터로 사용되는 것을 특징으로 하는 복합 소재 제조 방법.
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