KR20070108066A - 고온-내성 복합재 - Google Patents

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에스지엘 카본 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 구성물(construction)의 고온-내성 탄소- 또는 그래파이트-계 재료들의 둘 이상의 층들을 포함하는 고온-내성 복합재에 관한 것이다. 상기 층은 평면 이방성 그래파이트 입자(planar anisotropic graphite particle)들을 포함하는 탄화된 결합제(carbonized binder)에 의해 서로 접합된다(join).

Description

고온-내성 복합재{HIGH-TEMPERATURE-RESISTANT COMPOSITE}
도 1은 내부 감긴(wound)(둥글게 말린(rolled-up)) 층 및 가압된 그래파이트 팽창물의 개별 단편들로 구성된 외부 층을 포함하는 원통형 성분의 단면을 개략적으로 도시한다.
본 발명은 열적 절연(thermal insulation), 열 차폐(heat shield), 로(furnace) 내부 등에 사용하기에 적합한 고온-내성 복합재(high-temperature-resistant composite)에 관한 것이다.
고온 로 및 반응기의 구성 재료는 열적 절연성(thermally insulating)이고 고온 내성이며, 로 또는 반응기의 내부에서 반응하거나 유리되는(liberated) 재료에 대해 불활성이다. 이들의 우수한 열 안정성으로 인해, 탄소 또는 그래파이트에 기초한 구성 재료는 고온 적용예에, 즉 800 ℃ 이상 또는 심지어 1000 ℃ 이상의 온도에서 비산화성 대기(nonoxidizing atmosphere) 하에 자주 사용된다.
절연에 의해 방지되는 열 손실은 (주로 1000 ℃ 이상의 온도에서) 열복사(thermal radiation) 및 (주로 1000 ℃ 이하의 온도에서) 열 전도(thermal conduction)에 의해 모두 일어날 수 있다. 치밀한 반사성 재료(dense reflective material)는 열 복사 및 대류(convection) 방지에 적합하지만 다른 한편으로 밀도 증가와 함께 열 전도도가 증가한다. 비교적 낮은 밀도를 갖는 재료는 열전도 억제에 적합하지만 다른 한편으로 대류 방지에 덜 적합하다.
따라서, 열 절연물(thermal insulation)은 열전도 절연을 위한 비교적 낮은 열 전도도를 갖는 일 이상의 고온-내성 재료(예를 들어, 탄소 섬유들로 구성된 펠트(felt)) 및 열 복사 및 대류 절연을 위한 제 2의 치밀한 반사성 재료(예를 들어 그래파이트 호일)을 포함하는 층 복합재로서 형성되는 것이 바람직하다. 치밀한 재료는 또한 복합재의 기계적 안정성에도 기여한다.
그래파이트 호일은 휘기 쉽고 유연하며, 따라서 로 및 반응기에서 전형적인 둥근 형태(round shape)에 맞추기 쉬우므로 열 절연용 복합재의 구성성분(constituent)으로서 특히 유용하다. 또한, 그래파이트 호일은 고도의 이방성 열 전도도를 갖는다. 호일 면에서의 선택적인(preferential) 열 전도로 인해, 온도 평형이 일어나고 절연체 내 국부 과열(고온점)이 방지된다. 또 다른 장점은 그래파이트 호일의 낮은 유체 투과성 및 반사성 표면(reflective surface)이다. 그래파이트 호일은 일반적으로 0.3 내지 1.5 mm 범위의 두께 및 0.4 내지 1.6 g/cm3 범위의 밀도를 갖는다.
그래파이트 호일은 열 충격 처리에 의해 팽창된 그래파이트(그래파이트 팽창물)를 압축하여 공지된 방법으로 얻어진다.
특허 출원 WO 2004/063612는 탄화된 결합제(탄화된 페놀수지, 피치 등)에 의해 서로 접합되는 비교적 고도로 압축된 한 층 이상의 그래파이트 팽창물(0.4 g/cm3 이상, 바람직하게는 0.5 내지 1.6 g/cm3 의 밀도) 및 덜 고도로 압축된 한 층 이상의 그래파이트 팽창물(0.4 g/cm3 이하, 바람직하게는 0.05 내지 0.3 g/cm3 의 밀도)을 포함하는 열 절연 복합재를 기재한다. 보다 고도로 압축된 그래파이트 팽창물의 층은 기계적 안정성 및 불투과성이 허용하는 요건만큼 얇게 만들어지며(일반적으로 0.3 내지 1.5 mm), 덜 고도로 압축된 그래파이트 팽창물의 층은 열 절연에 필요한 만큼 두껍게 만들어진다(일반적으로 5 내지 20 mm). 구조물은 또한 두 층의 보다 고도로 압축된 그래파이트 팽창물이 한 층의 덜 고도로 압축된 그래파이트 팽창물을 둘러싸는 샌드위치-형이 될 수 있다. 이는 덜 고도로 압축된 층으로부터 입자가 깨어져나가는(breaking away) 것을 막는다.
WO 2004/063612에 따른 복합재의 제조방법은 다음의 주요 단계:
· 덜 고도로 압축된 한 층 이상의 그래파이트 팽창물 및 보다 고도로 압축된 한 층 이상의 그래파이트 팽창물을 제조하는 단계,
· 상기 층들을 서로 접합시키는 단계로서,
· 상기 덜 고도로 압축된 층은 탄화가능한 결합제로 코팅되고,
· 존재하는 어떤 용매들이 결합제로부터 증발되고,
· 상기 보다 고도로 압축된 층이 결합제-코팅된 덜 고도로 압축된 층 상에 위치되고,
· 상기 결합제가 (일반적으로 800 내지 1000 ℃의) 제조될 절연 물질의 사용 온도 이상에 대응하는 온도에서 비산화성 대기 중에 열처리함으로써 탄화되는 단계를 포함한다.
WO 2004/092628은 그래파이트 호일의 일 이상의 층 또는 복수 층의 적층물(laminate) 및 열 전도도 면에서 등방성인 열 절연 탄소 섬유 강화 탄소 물질의 일 이상의 층을 포함하는 열 절연 물질을 개시한다. 그래파이트 호일 적층물의 두께는 바람직하게는 2 cm 까지이며, 등방성 절연 층의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 0.5 g/cm3 의 밀도에서 1 내지 10 cm이다. 그래파이트 호일의 내부(즉, 열 공급원에 대향하는(facing)) 층은 반사성이고 국부 과열을 막는다. 외부 층은 이의 낮은 밀도로 인해 열 전도에 의한 열 손실을 감소시킨다.
서로 적층될 그래파이트 호일은 각각의 두 그래파이트 호일들 사이에 열적으로 분해되어 탄소 잔류물(예를 들어, 크래프트지(Kraft paper))을 남기고 탄화가능한 결합제(예를 들어, 페놀 수지)로 양쪽 상에 코팅된 물질의 층을 갖는 서로의 최상부 상에 쌓인다(stacked). 중간층의 분해로 형성된 구멍들은 결합제의 경화 및 탄화동안 해방된(liberated) 가스가 빠져나가도록 한다. 그래파이트 호일의 적층물은 탄화가능한 시멘트에 의해 등방성 탄소 섬유 강화된 탄소의 층에 접합된다. 시멘트는 바람직하게는 용매 및 중합가능한 단량체를 충전제로서의 탄소 입자들과 함께 20 내지 60 %의 부피 비율로 포함한다. 각 경우에 20 ㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 카본 블랙(carbon black), 피치 및 밀링된 코크스(milled coke)가 적합한 탄소 입자로서 제안되었다. 그래파이트 호일 적층물 및 탄소 섬유 강화된 탄소의 층 사이에서 결합 형성시에, 시멘트는 우선적으로 250 ℃ 내지 300 ℃의 온도에서 활성화되고 이어서 800 ℃로 더 가열함으로써 탄화된다.
다양한 재료들로 구성된 층들 간의 결합(bond)은 이러한 층 복합재의 신뢰성있는 기능화(functioning)를 위해 중요하다. 결합은 신뢰성 있는 점착(cohesion)을 보장해야 하지만 다른 한편으로 접합될 층들 간에 큰 열 전도가 일어나지 않아야 한다.
또다른 문제점은 다양한 재료들의 상이한 열 팽창의 결과로서 응력(stress)이 증가(buildup)되는 것이다.
종래 기술에 따르면, 재료들의 층들 간의 결합은 적합하다면 충전제로서 탄소 입자들을 포함할 수 있으며 이어서 탄화되는(carbonized) 탄화가능한 결합제(carbonizable binder)에 의해 달성된다.
건조물(construction)의 다양한 그래파이트- 또는 탄소-계 재료들의 층들 간의 점착은 결정 구조 및 열 전도도 면에서 높은 이방성(anisotropy)을 갖는 그래파이트, 예를 들어 천연 그래파이트 또는 압축된(compacted) 그래파이트 팽창물(expandate)의 평면 입자(planar particle)들이 탄화가능한 결합제에 첨가될 때 개선될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
본 발명은 상기된 종래 기술의 문제점을 해결하는 고온 내성 복합재를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 보다 상세한 내용, 변형예 및 장점은 이하의 포괄적인 상세한 설명, 도면 및 실시예에서 나타낸다.
도 1은 내부의 감긴(둥글게 말린) 층 및 가압된 그래파이트 팽창물의 개별 단편들로 구성된 외부의 층을 포함하는 원통형 성분의 단면을 개략적으로 도시한다.
밀링된 코크스(milled coke)와 같은 통상적인 충전제와 대조적으로, 본 발명에 따른 탄화가능한 결합제에 첨가된 입자들은 평면이다, 즉 평평한 영역 내에서의 입자들의 치수(직경)는 입자들의 두께보다 훨씬 더 크다.
본 발명의 목적에 적합한 한 충전제는, 예를 들어 입자들이 박편-형(flake-like)인 천연 그래파이트이다. 대체물은 평면 구조물들(예를 들어, 그래파이트 호일)을 형성하기 위해 압착된 그래파이트 팽창물의 분쇄(절단(cutting), 밀링, 잘게 침(chopping) 또는 찢음(shredding))로 얻어지는 입자들이다. 그래파이트 호일로부터 시일(seal) 또는 다른 물품의 제조시에 반드시 얻어지는 절단물(offcut)은 이러한 목적에 유리하게 사용된다. 이런 식으로 얻어진 입자들은 소판-형(platelet-lkie)이다.
탄화가능한 결합제에 본 발명에 따라 첨가된 입자들의 평균 직경은 1 내지 250 ㎛이다. 5 내지 55 ㎛의 평균 직경을 갖는 입자들이 바람직하다.
탄화가능한 결합제에 본 발명에 따라 첨가된 입자들의 두 모든 변형예들에서, 즉 천연 그래파이트 박편의 경우 및 그래파이트 호일의 분쇄에 의해 얻어진 소 판-형 입자들의 경우 모두에서, 그래파이트에서 전형적인 열전도도의 높은 이방성을 유발하는 전형적인 층 면 구조물(layer plane structure)이 존재한다. 층 면들을 따르는, 즉 입자들의 면에서의 열 전도도는 층 면들에 수직에서보다 적어도 10의 인수(factor), 바람직하게는 적어도 20의 인수가 더 높다. 그래파이트 호일의 경우, 예를 들어 호일의 면에 수직에서의 열 전도도는 단지 약 3-5 W/K*m 이지만, 호일의 면에 수평에서의 전도도는 (0.6 g/cm3의 밀도에서) 약 100 W/K*m 내지 (1.5 g/cm3의 밀도에서) 약 260 W/K*m 범위의 값에 이른다.
결합제 층 내 평면 이방성 입자들은 인접한 재료 층들과 평행하게 정렬되므로, 다양한 재료들 사이의 계면을 가로지르는 열전도는 단지 약하다. 충전제로서 밀링된 코크스의 경우, 재료 층들 간의 열 전도는 코크스의 보다 등방성(isotropic)인 열전도도 때문에 더 약한 범위로 저하된다.
결합제 층 내 평면 그래파이트 입자들의 보다 유리한 효과는 이러한 입자들을 포함하는 결합제 층이 응력 동등화(equalization) 층으로서 작용한다는 것이다, 즉 결합제 층을 거쳐 서로 접합된 다양한 재료들 간의 기계적 응력들이 감소된다. 이러한 효과는 그래파이트의 공지된 윤활 작용(lubricating action)에 기인하지만, 본 발명은 이러한 설명에만 얽매이지 않을 것으로 생각된다.
입자들의 질량은 사용된 결합제 질량의 5 % 이상이다. 결합제 질량의 10 내지 30 %의 입자 질량이 특히 유용한 것으로 밝혀졌으나, 본 발명은 결합제에 대한 입자들의 질량비에 대해 이 범위 값들로만 제한되지 않는다.
탄화가능한 결합제로서, 종래기술로부터 공지된 결합제들, 예를 들어 페놀 수지, 퓨란 수지, 에폭시 수지, 피치 등을 사용할 수 있다. 층 복합재들 내 결합제의 경화(curing), 탄화(carbonization) 및 적합하다면 그래파이트화는 당업자에게 공지된 방식으로 실시된다. 예를 들어 공지된 진공 백 처리를 사용하여 경화가 이루어질 수 있다. 800 내지 2000 ℃ 범위의 온도에서 공지된 방식으로 탄화 또는 그래파이트화가 일어난다.
평면 이방성 그래파이트 입자들을 포함하는 탄화가능한 결합제들은 고온 적용예들에 사용될 수 있는 다양한 탄소 또는 그래파이트 재료들 또는 이의 전구체(precursor)들, 예를 들어 광범위하게 다양한 밀도의 압축된 그래파이트 팽창물(그래파이트 호일 포함), 경질 탄소 섬유 펠트(hard carbon fiber felts), 연질 탄소 섬유 펠트, 탄소 섬유 강화 탄소, 직물 프리프레그(fabric prepreg)의 층들로 구성된 층 복합재들을 제조하기에 적합하다. 본 발명의 복합재들은 두 층 이상의 고온-내성 탄소- 또는 그래파이트-계 재료들을 포함한다.
적용예에 따라, 당업자는 그 공지된 특정 장점들에 따라 적합한 재료들을 선택하고 평면 이방성 그래파이트 입자들을 포함하는 탄화가능한 결합제로 본 발명에 따라 이들을 접합하여 원하는 일련의 층들을 갖는 층 복합재를 형성하고 이어서 이 결합제를 탄화할 것이다.
본 발명의 목적을 위하여, 탄화 섬유들은 출발 재료에 상관 없이 모든 형태의 탄화 섬유들이며, 폴리아크릴로니트릴, 피치 및 셀룰로스 섬유들이 가장 광범위하게 사용된 출발 재료들이다. 탄소 섬유 강화된 탄소 재료들에서, 탄소 섬유들은, 예를 들어 개별 섬유들, 단섬유들, 섬유 번들(bundle)들, 섬유 매트, 펠트들, 직물(woven fabric)들 또는 비-주름 직물(non-crimped fabric)들과 또한 언급된 섬유 구조물들 복수의 조합물로서 존재할 수 있다. 직물들은 연신(drawing) 및 재방적(respun)으로 파단된(broken) 장섬유들 또는 탄소 섬유들(스테이플 섬유들로 알려짐)을 포함할 수 있다.
탄소 섬유들로 구성되거나 탄소 섬유들로 강화된 재료들은 복합재의 강성도(stiffness) 및 강도(strength)에 기여한다. 낮은 밀도를 갖는 층들, 예를 들어 그래파이트 호일과 대조적으로 0.02 내지 0.3 g/cm3의 밀도까지만 압축되는 탄소 섬유 펠트 또는 그래파이트 팽창물로 구성된 층들은 이들의 낮은 열 전도도 때문에 특히 우수한 열 절연 효과를 갖는다. 추가적인 장점은 이들의 저중량이다.
열 절연 등에 사용하기 위한 그래파이트 호일의 특정한 장점은 이미 존재해왔다.
로, 반응기 등의 내부와 직접적으로 인접하는 층에 적합한 재료는 그래파이트 호일 및 또한 스테이플 섬유들을 포함하는 재료들이다. 연신/파단(breaking) 처리로 인해, 이들 섬유들은 로 또는 반응기의 내부를 오염시킬 어떤 먼지를 거의 생산하지 않는다. 절연되는 로 또는 반응기의 내부를 오염시키는 통상적인 탄소 섬유 강화된 열 절연물로부터의 미세한 소섬유(fibril)들에 의해 먼지가 형성되는 문제점은, 예를 들어 WO 2004/063612를 참조한다.
권취(winding) 기술에 의한 특히 구부러진(curved) 탄소 섬유 강화된 층의 제조는 공지되어 있으며, 유럽 특허 EP 1 157 809(미국 특허 US 6,641,693 대응 특허)를 참조한다. 여기서, 적절하다면 탄화가능한 결합제로 함침될 수 있는 탄소 섬유들로 구성된 연장되거나(꼰실(thread), 방사(yarn), 조사(roving), 리본(ribbon) 등) 및/또는 텍스타일 구조물(직물, 레이-업(lay-up), 펠트)이 성형 주축(shaping mandrel) 상에 감긴다.
그래파이트 호일을 포함하는 구부러진 층들은 그래파이트 호일의 긴 시트를 감아 제조될 수 있다.
물질의 다양한 층들 간에 각 경우에 평면 이방성 그래파이트 입자들을 포함하는 탄화가능한 결합제의 층이 적용된다. 20,000 내지 30,000 mPa 범위의 평면 이방성 그래파이트 입자들을 포함하는 결합제의 높은 점도 덕택에, 수평이 아닌 영역들에서조차, 예를 들어 로, 반응기 및 파이프에서 전형적인, 예를 들어 권취 기술에 의해 제조되는 구부러진 표면들에서도 문제 없이 결합제 층이 적용될 수 있다(예를 들어, 스패튤러(spatula)에 의해 적용된다).
기계적 안정성의 관점에서 고도의 요구사항을 만족시켜야 하는 구성요소들의 경우, 층 복합재는 바람직하게는 교차하여 감긴(cross-wound) 층을 하나 이상 포함한다. 이는, 감긴 층이, 예를 들어 +/- 45°와 같은 반대되는 각도로 감긴 층(stratum)들을 포함한다는 것을 의미한다. 꼰실, 방사, 조사 또는 리본과 같은 연장된 섬유 구조물들을 탄화가능한 결합제로 함침될 수 있는 섬유 구조물들로 감아줌으로써 이러한 층들이 얻어질 수 있다. 연이은 탄화 또는 그래파이트화에서, 감긴 섬유 구조물들 내에 존재할 수 있는 결합제는 탄소 섬유 강화 탄소 재 료(CFRC)를 제조하기 위해 탄화되거나 그래파이트화된다.
표면들이 서로 접합되거나 적어도 결합제가 적용되는 표면이 거칠게 되는 것이(roughened) 유리한 것으로 밝혀졌다.
구조물의 고온-내성 탄소- 또는 그래파이트-계 재료들로 제조된 개별 구성요소들, 예를 들어 튜브들 또는 플레이트들이 평면 이방성 그래파이트 입자들, 예를 들어 천연 그래파이트 박편(flake)들 또는 압축된 그래파이트 팽창물의 소판(platelet)들을 포함하는 탄화가능한 결합제에 의해 복잡한(complex) 구성요소들을 형성하기 위해 서로 접합될 수도 있다.
본 발명의 특정한 변형예는 구부러진 구성요소들, 예를 들어 로들 또는 반응기들의 원통형 절연물에 관한 것이다. 권취 기술은 바람직하게는 이들을 제조하기 위해 사용된다. 그러나, 논의되는(come into question) 재료들 중 일부, 예를 들어 0.02 내지 0.3 g/cm3 범위의 밀도로 압축된 그래파이트 팽창물은 상기 그래파이트 팽창물을 파단하지 않고 대응하는 재료의 긴 시트를 감아 대응하는 재료의 층을 제조하기에 충분하게 유연하지(flexible) 않다. 이러한 이유로, 대응하는 재료의 개별 단편들을 모아(assembling) 이러한 구부러진 층들을 제조하는 것이 본 발명에 따라 제안된다. 이러한 단편들은 통상적인 성형(shaping) 기술들로, 예를 들어 제조될 단편의 형태에 대응하는 몰드 내에서 그래파이트 팽창물을 가압함으로써 또는 가압된 그래파이트 팽창물의 블록으로부터 단편을 절단함으로써 제조된다.
층 내 단편들 간의 점착은 개별 층들 간의 점착과 유사하며, 평면 이방성 그 래파이트 입자들이 첨가되었고 이후에 경화 및 탄화되는 탄화가능한 결합제를 사용하여 이루어진다.
도 1은, 예를 들어 주축 상에 그래파이트 호일 층을 감아줌으로써 얻어진 내부층(2) 및 가압된 그래파이트 팽창물로 구성된 개별 단편들(3a, 3b, 3c ...)로 구성되는 외부층(3)을 포함하는 원통형 구성요소(1)의 단면을 개략적으로 도시한다. 평면 이방성 그래파이트 입자들이 첨가된 탄화가능한 결합제가 내부층(2) 및 외부층(3) 사이의 계면과 또한 개별 단편들(3a, 3b, 3c) 사이의 계면들에 모두 적용되었다.
물론, 부가적인 층들이 단편들(3a, 3b, 3c ...)로 구성된 외부층(3), 예를 들어 감긴(wound-up) 탄소 섬유들의 안정화(stabilizing) 외부 층에 적용될 수 있다.
실시예
열 절연, 열 차폐 등에 사용하기에 적합한 층 복합재들을 형성하기 위해 평면 이방성 그래파이트 입자들을 포함하는 탄화가능한 결합제에 의해 접합되는 재료들의 일부 조합물들이 이하에서 제안된다.
본 발명에 따른 복합재의 제 1 실시예는 그래파이트 호일의 열-반사 내부(heat-reflecting inside)(즉, 로 또는 반응기의 내부에 인접하는) 층, 그래파이트 팽창물이 그래파이트 호일 내에서보다 덜 고도로 압축되고 열 전도를 억제하는 그래파이트 팽창물의 층 및 탄소 섬유 강화된 탄소(CFRC)의 안정화 외부 층을 포함한다. CFRC의 섬유 강화물(reinforcement)은 직물에 의해서나, 예를 들어 +/- 45 °의 각도로 엇갈리게(crosswise) 감긴 탄소 섬유 꼰실, 방사 또는 조사의 층들에 의해 형성된다.
본 발명에 따른 복합재의 제 2 실시예는 가압된 그래파이트 팽창물의 층 및 CFRC의 층을 포함한다.
본 발명에 따른 복합재의 제 3 실시예는 덜 고도로 압축된 그래파이트 팽창물의 층을 둘러싸는 두 층의 그래파이트 호일로 구성된 샌드위치형의 것을 포함한다.
표 1은 개별 재료들의 전형적인 두께 및 밀도를 나타낸다.
재료 두께/[mm] 밀도/[g/cm3]
그래파이트 호일 0.25-3 0.4-1.6
덜 고도로 압축된 그래파이트 팽창물 2-40 0.02-0.3
CFRC 0.2-0.75 1.15
본 발명에 의하면, 열 절연, 열 차폐, 로 내부 등에 사용하기에 적합한 고온-내성 복합재가 얻어진다.

Claims (16)

  1. 결합제가 평면 이방성 그래파이트 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화된 결합제에 의해 서로 접합되는 고온-내성 탄소- 또는 그래파이트-계 재료들의 둘 이상의 층들을 포함하여 이루어지는 고온-내성 복합재(high-temperature-resistant composite).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 둘 이상의 접합된 층들은 각각 다음의 재료들: 그래파이트 호일, 0.02 내지 0.3 g/cm3 범위의 밀도로 압축된 그래파이트 팽창물, 경질 탄소 섬유 펠트(hard carbon fiber felt), 연질 탄소 섬유 펠트, 탄소 섬유 강화된 탄소 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온-내성 복합재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합재는 0.02 내지 0.3 g/cm3 범위의 밀도로 압축된 그래파이트 팽창물을 포함하고 평면 이방성 그래파이트 입자들을 포함하는 탄화된 결합제에 의해 서로 접합되는 개별 단편들(3a, 3b, 3c)로 구성되는 하나 이상의 구부러진 층(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온-내성 복합재.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 평면 이방성 입자들은 천연 그래파이트의 박편들, 또는 평면 구조물들을 형성하기 위해 압축된 그래파이트 팽창물을 분쇄함으로써 얻어진 입자들인 것을 특징으로 하는 고온-내성 복합재.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 평면 이방성 그래파이트 입자들의 평균 직경은 1 내지 250 ㎛ 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 고온-내성 복합재.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 그래파이트의 층 면들을 따르는 평면 이방성 그래파이트 입자들의 열 전도도는 상기 층 면들에 수직에서의 열전도도 보다 10의 인수(factor) 이상 더 높은 것을 특징으로 하는 고온-내성 복합재.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 따른 고온-내성 복합재를 포함하는 열 차폐물(heat shield), 열 절연물(thermal insulation), 로 내부.
  8. 평면 이방성 그래파이트 입자들이 첨가된 탄화가능한 결합제를 제 2 층 또는 제 2 구성요소에 접합될 제 1 층 또는 제 1 구성요소의 표면에 적용시키는 단계,
    상기 제 2 층 또는 상기 제 2 구성요소를 상기 제 1 층 또는 제 1 구성요소 의 결합제-코팅된 표면에 적용시키는 단계,
    상기 결합제를 경화시키는 단계,
    상기 결합제를 탄화 및/또는 그래파이트화하는 단계를 포함하여 이루어지는 고온-내성 탄소- 또는 그래파이트-계 재료들의 층들 또는 구성요소들의 접합(joining) 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    서로 접합된 둘 이상의 층들은 각각 하기 재료들: 그래파이트 호일, 0.02 내지 0.3 g/cm3 범위의 밀도로 압축된 그래파이트 팽창물, 경질 탄소 섬유 펠트(hard carbon fiber felt), 연질 탄소 섬유 펠트, 탄소 섬유 강화된 탄소 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 층들 중 하나 이상은 탄소 섬유들을 포함하는 텍스타일 구조물들 또는 그래파이트 호일의 긴 시트들을 감아 줌으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 서로 접합될 층들 중 하나 이상은 0.02 내지 0.3 g/cm3 범위의 밀도로 압축된 그래파이트 팽창물을 포함하는 구부러진 층(3)을 형성하고, 상기 구부러진 층(3)은
    조립되는 경우 상기 층(3)을 형성하는 경우 개별 단편들(3a, 3b, 3c)을 제조하는 단계,
    평면 이방성 그래파이트 입자들을 포함하는 탄화가능한 결합제로 상기 단편들을 접합시키는 단계,
    상기 결합제를 경화시키는 단계,
    상기 결합제를 탄화 및/또는 그래파이트화하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 서로 접합될 구성요소들은 탄소계, 또는 그래파이트계 재료들을 포함하는 튜브들 또는 플레이트들인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 평면 이방성 입자들은 천연 그래파이트의 박편들 또는 평면 구조물들을 형성하기 위해 압축된 그래파이트 팽창물을 분쇄함으로써 얻어지는 입자들인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 평면 이방성 그래파이트 입자들의 평균 직경이 1 내지 250 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 결합제에 첨가된 상기 평면 이방성 그래파이트 입자들의 질량은 상기 결합제의 질량의 5 % 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 8 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 그래파이트의 층 면을 따르는 상기 평면 이방성 그래파이트 입자들의 열 전도도는 상기 그래파이트의 상기 층 면들에 수직에서의 열전도도 보다 적어도 10의 인수가 더 높은 것을 특징으로 하는 방법.
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