KR20090129665A - Dense spinel conducting film, preparation method therof and metal interconnect using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A dense spinel conductive film is provided to maintain electric conductivity of 20 mΩ/cm^2 or less during thermal process at a high temperature for a long time and to prepare a conductive substrate with excellent stability. CONSTITUTION: A dense spinel conductive film has MnxCo3-xO4(1<=x<=2). The thin film is 1-50 micron. A method for preparing the spinel conductive film comprises the steps of: milling, mixing, and calcining raw material powder to prepare conductive oxides; re-milling the conductive oxide to prepare conductive oxide powder; and depositing the conductive oxide powder on the metal substrate to form a thin film.

Description

치밀한 구조를 갖는 스피넬계 전도성 박막, 이의 제조방법 및 이를 이용한 금속 접속자{Dense spinel conducting film, preparation method therof and metal interconnect using the same}Dense spinel conducting film, preparation method therof and metal interconnect using the same}

본 발명은 치밀한 구조를 갖는 스피넬계 전도성 박막, 이의 제조방법 및 이를 이용한 금속 접속자에 관한 것이다. The present invention relates to a spinel-based conductive thin film having a dense structure, a manufacturing method thereof and a metal connector using the same.

3세대 연료전지로 불리는 고체산화물 연료전지는 산소 또는 수소 이온전도성을 띄는 고체산화물을 전해질로 사용하는 연료전지로써 1937년에 Bauer와 Preis에 의해 처음으로 작동되었다. 고체산화물 연료전지는 현존하는 연료전지 중 가장 높은 온도(700 ℃ ~ 1000 ℃)에서 작동하며, 모든 구성요소가 고체로 이루어져 있기 때문에 다른 연료전지에 비해 구조가 간단하고, 전해질의 손실 및 보충과 부식의 문제가 없으며, 귀금속 촉매가 필요 없고 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다. 또한, 고온의 가스를 배출하기 때문에 폐열을 이용한 열 복합 발전이 가능하다는 장점도 지니고 있다. 상기와 같은 장점 때문에 고체산화물 연료전지에 관 한 연구는 21세기 초 상업화를 목표로 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. The solid oxide fuel cell, called the third generation fuel cell, was first operated by Bauer and Preis in 1937 as a fuel cell that uses a solid oxide with oxygen or hydrogen ion conductivity as an electrolyte. Solid oxide fuel cells operate at the highest temperatures (700 ° C to 1000 ° C) of existing fuel cells, and are simpler in structure than other fuel cells because all components are solid, resulting in electrolyte loss, replenishment and corrosion. There is no problem, no noble metal catalyst and easy fuel supply through direct internal reforming. In addition, it has the advantage that thermal combined cycle power generation using waste heat is possible because the high-temperature gas is discharged. Because of these advantages, research on solid oxide fuel cells has been actively conducted in developed countries such as the United States and Japan with the aim of commercializing in the early 21st century.

일반적인 고체산화물 연료전지는 산소 이온전도성 전해질과 그 양면에 위치한 공기극(cathode) 및 연료극(anode)의 3층 셀(cell)로 이루어져 있다. 작동원리는 공기극에서는 산소의 환원 반응에 의해 생성된 산소이온이 전해질을 통해 연료극으로 이동하여 다시 연료극에 공급된 수소와 반응함으로써 물을 생성하게 되고, 이때, 연료극에서는 전자가 생성되고 공기극에서는 전자가 소모되므로 두 전극을 서로 연결하면 전기가 흐르게 되는 것이다. 이러한 셀 사이를 전기적으로 접속하고, 연료극과 공기극의 가스를 분리하기 위해 접속자(interconnect)가 요구된다.A typical solid oxide fuel cell is composed of an oxygen ion conductive electrolyte and a three-layer cell of a cathode and an anode positioned on both sides thereof. The principle of operation is to produce water by oxygen ions produced by the reduction reaction of oxygen in the cathode move to the anode through the electrolyte and react with hydrogen supplied to the anode again. At this time, electrons are generated in the anode and electrons in the cathode Since the two electrodes are connected to each other, electricity will flow. An interconnect is required to electrically connect these cells and to separate gases from the fuel electrode and the air electrode.

상기 접속자는 고온 및 산화분위기의 공기극과 환원 분위기의 연료극에서 모두 화학적으로 안정해야 하고, 전기전도도, 내열성, 내산화성, 기계적 강도, 열팽창계수 등이 우수해야 한다. 이러한 접속자 재료로 처음에는 LaSrCrO3 등의 전도성 산화물이 제안되었으나, 상기 전도성 산화물은 가공성이 좋지 않으며 비용이 많이 드는 문제가 있다.The connector should be chemically stable at both the cathode of the high temperature and oxidation atmosphere and the anode of the reducing atmosphere, and should have excellent electrical conductivity, heat resistance, oxidation resistance, mechanical strength, coefficient of thermal expansion, and the like. Although a conductive oxide such as LaSrCrO 3 was first proposed as such a connector material, the conductive oxide has a problem of poor processability and high cost.

한편, 최근 고체산화물 연료전지가 원통형에서 에너지 밀도가 높은 평판형을 중심으로 개발되며, 전해질의 두께 감소, 구성요소의 특성 향상 등으로 인하여 800 ℃ 이하의 중저온에서도 높은 전력 밀도의 전지성능이 가능해짐에 따라 가공성 및 경제성이 우수한 금속재료 접속자를 사용할 수 있게 되었으며, 이러한 접속자로서 적합한 전기전도도 및 열팽창계수를 가지는 금속재료로는 대표적으로 스테인레스 스틸이 많이 사용되고 있다.On the other hand, solid oxide fuel cells have recently been developed in the form of a cylindrical type with high energy density in a cylindrical shape, and high battery density performance is possible even at low and low temperatures below 800 ° C due to the decrease of electrolyte thickness and the improvement of component properties. As a result, it is possible to use a metal material connector excellent in workability and economical efficiency, and stainless steel is typically used as a metal material having suitable electrical conductivity and thermal expansion coefficient as the connector.

그러나 상기 스테인레스 스틸은 고체산화물 연료전지의 작동환경과 같은 고온에서 산화되어 표면에 전도도가 낮은 산화물을 형성하기 때문에 접촉저항이 증가하여 전기전도성이 감소하는 문제가 있다. 또한 스테인레스 스틸의 표면에 형성되는 Cr2O3계 산화물로부터 Cr이 휘발된 후 양극에 증착되어 전극 특성을 감소시키는 문제가 있다.However, since the stainless steel is oxidized at a high temperature such as an operating environment of a solid oxide fuel cell to form an oxide having low conductivity on the surface, there is a problem in that contact resistance is increased and electrical conductivity is decreased. In addition, Cr is volatilized from Cr 2 O 3 -based oxides formed on the surface of stainless steel and then deposited on the anode, thereby reducing electrode characteristics.

따라서 스테인레스 스틸 표면에 전도성 산화물층을 코팅하여 산화를 방지하고 있으며, 종래 사용되는 코팅 방법으로는 슬러리 코팅(slurry coating), 플라즈마 코팅(plasma coating), 졸-겔법 코팅(sol-gel coating) 등이 있다. 그러나 이러한 방법들로 형성된 산화막은 요구하는 정도보다 치밀하지 못하여 산화 방지의 기능이 감소되는 문제가 있다.Therefore, the conductive oxide layer is coated on the surface of stainless steel to prevent oxidation, and conventional coating methods include slurry coating, plasma coating, sol-gel coating, and the like. have. However, the oxide film formed by these methods is less dense than required, and thus there is a problem that the function of oxidation prevention is reduced.

대한민국 등록특허 제284892호에서는 감/가압식 슬러리 코팅장치를 이용하여 치밀막을 제조함에 있어서, 외부에서 압력을 가하여 다공성 지지체 양단에 압력차를 유발시켜 세라믹 고상입자가 분산된 슬러리로부터 용매를 제거하여 코팅층을 지지체 위해 형성시키는 것을 특징으로 하는 슬러리 코팅법을 이용한 치밀막의 제조 방법을 개시하고 있다.In Korean Patent No. 284892, in the manufacture of a dense membrane using a pressure reduction / pressure type slurry coating apparatus, pressure is applied from the outside to cause a pressure difference across both ends of the porous support to remove the solvent from the slurry in which the ceramic solid particles are dispersed. Disclosed is a method for producing a dense membrane using a slurry coating method, which is formed for a support.

유럽 등록특허 제0974564호에서는 페로브스카이트 구조의 (La,Sr)MnO3 (LSM)이나 (La,Sr)(Co,Fe)O3 (LSCF) 코팅을 고속화염용사로 코팅하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 고속화염용사코팅의 경우에는 화염의 온도가 낮아 전도성 산화물이 충분히 용융되지 않을 수 있다. 또한 이런 방법들로 스테인레스 스틸에 전도성 산화물층을 코팅시 형성된 산화막의 치밀성은 여전히 요구하는 정도보다 낮아 산화 방지가 낮은 문제가 있다. 또한 LSM이나 LSCF계열의 코팅은 10 ㎛ 이상의 상대적으로 두꺼운 코팅을 요구하여 전기저항이 증가하며 원료소모도 상대적으로 많은 단점이 있다.European Patent No. 0974564 discloses a method of coating a (La, Sr) MnO 3 (LSM) or (La, Sr) (Co, Fe) O 3 (LSCF) coating having a perovskite structure with a high speed flame spray. Doing. However, in the case of the high speed flame spray coating, the temperature of the flame may be low so that the conductive oxide may not be sufficiently melted. In addition, the density of the oxide film formed when the conductive oxide layer is coated on the stainless steel by these methods is still lower than required, there is a problem of low oxidation prevention. In addition, LSM or LSCF-based coatings require a relatively thick coating of 10 μm or more, which increases electrical resistance and consumes relatively many raw materials.

이에, 본 발명자들은 스피넬구조의 전도성 산화물 층을 에어로졸 증착법에 의하여 증착시키고, 열처리하여 치밀성이 향상된 전도성 산화물층을 형성하였으며, 이를 금속 기판에 코팅하여 고온에서도 화학적, 전기적으로 안정한 금속 접속자를 제조하여 20 mΩ/㎠ 이하의 낮은 전기 저항을 갖는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors deposited a conductive oxide layer having a spinel structure by an aerosol deposition method, and then heat-treated to form a conductive oxide layer having improved compactness, and coating it on a metal substrate to produce a chemically and electrically stable metal connector at high temperature. The present invention was completed by confirming that it had a low electrical resistance of mΩ / cm 2 or less.

본 발명 목적은 치밀한 구조를 갖는 스피넬계 전도성 박막을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a spinel-based conductive thin film having a dense structure.

본 발명의 다른 목적은 치밀한 구조를 갖는 스피넬계 전도성 박막의 제조방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a spinel-based conductive thin film having a dense structure.

본 발명의 또 다른 목적은 치밀한 구조를 갖는 스피넬계 전도성 박막을 이용한 금속 접속자를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a metal connector using a spinel-based conductive thin film having a dense structure.

상기 목적을 해결하기위하여, 본 발명은 치밀한 구조를 갖는 스피넬계 전도성 박막을 제공한다.In order to solve the above object, the present invention provides a spinel-based conductive thin film having a compact structure.

또한, 본 발명은 치밀한 구조를 갖는 스피넬계 전도성 박막의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing a spinel-based conductive thin film having a dense structure.

나아가, 본 발명은 치밀한 구조를 갖는 스피넬계 전도성 박막을 이용한 금속 접속자를 제공한다.Furthermore, the present invention provides a metal connector using a spinel-based conductive thin film having a dense structure.

본 발명에 따른 박막은 스피넬계 전도성 산화물을 치밀한 구조를 갖는 박막으로, 고온으로 인해 생성되는 금속 산화층의 형성을 감소시켜 높은 온도 및 장시 간 열처리에도 20 mΩ/㎠ 이하의 전기 전도성을 유지하여 안정성이 우수한 전도성 기판을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 고온하에서 장시간에 사용가능하여 800 ℃ 이하에서 사용되는 저온형 고체 산화물 연료전지(SOFC)의 금속재료 접속자의 장기사용안정성을 높이는 데에 유용하게 사용할 수 있다.The thin film according to the present invention is a thin film having a dense structure of a spinel-based conductive oxide, which reduces the formation of a metal oxide layer formed by high temperature, thereby maintaining stability by maintaining electrical conductivity of 20 mΩ / cm 2 or less even at high temperature and long time heat treatment. Not only can the excellent conductive substrate be manufactured, but also it can be used for a long time under high temperature, and can be usefully used to increase the long-term stability of the metal material interconnector of the low temperature solid oxide fuel cell (SOFC) used at 800 ° C or lower. .

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

본 발명은 MnxCo3 - xO4 (1≤x≤2)를 갖는 치밀성이 향상된 스피넬계 전도성 박막을 제공한다. The present invention Mn x Co 3 - x O 4 Provided is a spinel-based conductive thin film having improved density with (1 ≦ x ≦ 2).

상기 박막은 MnxCo3 - xO4 (1≤x≤2)를 갖는 스피넬 구조로 이루어져 있어, 고온 및 산화분위기에서 화학적으로 안정적이며, 치밀성이 향상되어 우수한 전기전도성을 가질 수 있다.The thin film is Mn x Co 3 - x O 4 It is composed of a spinel structure having (1 ≦ x ≦ 2), which is chemically stable at a high temperature and an oxidizing atmosphere, and has an improved electrical density due to improved compactness.

이때, 상기 박막은 1 - 50 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 박막 두께가 1 ㎛ 미만인 경우에는 금속 기판의 산화를 방지하지 못해 전기전도도가 저하되는 문제가 있고, 50 ㎛ 를 초과하는 경우에는 박막과 금속 기판 사이의 접합성이 저하되어 박막이 기판으로부터 쉽게 분리되는 문제가 있다. At this time, the thin film is preferably 1 to 50 ㎛. If the thickness of the thin film is less than 1 μm, there is a problem in that electrical conductivity is lowered because oxidation of the metal substrate is not prevented. there is a problem.

또한, 본 발명은 원료 분말을 밀링으로 혼합한 후 하소하여 전도성 산화물을 제조하는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 전도성 산화물을 재밀링하여 전도성 산화물 분말을 제조하는 단계(단계 2); 및 상기 단계 2에서 제조된 전도성 산화물 분말을 금속 기판상에 증착하여 박막을 형성시키는 단계(단계 3)를 포함하는 치밀성이 향상된 스피넬계 전도성 박막의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of mixing the raw powder by milling and calcining to produce a conductive oxide (step 1); Remilling the conductive oxide of step 1 to produce a conductive oxide powder (step 2); And forming a thin film by depositing the conductive oxide powder prepared in step 2 on a metal substrate (step 3).

본 발명에 따른 상기 단계 1은 원료 분말을 밀링으로 혼합한 후 하소하여 전도성 산화물을 제조하는 단계로서, Step 1 according to the present invention is a step of preparing a conductive oxide by calcining after mixing the raw material powder,

상기 단계 1의 원료 분말은 MnxCo3 - xO4 (1≤x≤2)의 조성을 형성하기 위하여 망간 산화물 및 코발트 산화물을 혼합하여 사용할 수 있다. The raw material powder of step 1 is Mn x Co 3 - x O 4 Manganese oxide and cobalt oxide may be mixed and used to form a composition of (1 ≦ x ≦ 2).

상기 망간 산화물은 Mn(NO3)2, MnO2, MnCO3 등을 사용할 수 있고, 상기 코발트 산화물은 Co3O4, CoCO3, Co(NO3)2 등을 사용할 수 있다. As the manganese oxide, Mn (NO 3 ) 2 , MnO 2 , MnCO 3 , and the like may be used, and the cobalt oxide may be Co 3 O 4 , CoCO 3 , Co (NO 3 ) 2, or the like.

이때, 상기 단계 1의 밀링은 100 - 300 rpm에서 6 - 24 시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.At this time, the milling of the step 1 is preferably performed for 6 to 24 hours at 100-300 rpm.

나아가, 상기 단계 1의 하소는 900 - 1400 ℃에서 수행되는 것이 바람직하다. 상기 온도가 900 ℃미만인 경우 반응이 완료되지 않아 미반응 원료 물질이 잔존하는 문제점이 있고, 1400 ℃를 초과하는 경우 원료 분말이 휘발되어 망간과 코발트의 조성비가 변화하여 MnxCo3 - xO4 (1≤x≤2)의 구조에서 벗어나는 산화물이 제조되는 문제가 있다. 또한 상기 하소는 1 - 8 시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.Furthermore, the calcination of step 1 is preferably carried out at 900-1400 ℃. If the temperature is less than 900 ℃, there is a problem that the unreacted raw material remains because the reaction is not completed, if the temperature exceeds 1400 ℃ raw material powder is volatilized to change the composition ratio of manganese and cobalt Mn x Co 3 - x O 4 There is a problem that an oxide deviating from the structure of (1 ≦ x ≦ 2) is produced. In addition, the calcination is preferably performed for 1-8 hours.

본 발명에 따른 상기 단계 2는 상기 단계 1의 전도성 산화물을 재밀링하여 후속 단계의 에어로졸 분사에 적합한 크기의 전도성 산화물 분말을 제조하는 단계이다.Step 2 according to the present invention is a step of re-milling the conductive oxide of step 1 to produce a conductive oxide powder of a size suitable for aerosol injection of a subsequent step.

이때, 상기 단계 2의 분말은 0.5 - 5 ㎛크기의 평균입경을 갖는 것이 바람직하다. 상기 분말의 평균입경이 0.5 ㎛ 미만일 경우 치밀한 막을 얻기 어려운 문제점이 있고, 5 ㎛을 초과할 경우 막형성 속도가 느려지고 막의 균일도가 저하되는 문제점이 있다At this time, the powder of step 2 preferably has an average particle size of 0.5-5 ㎛ size. If the average particle diameter of the powder is less than 0.5 ㎛ difficult to obtain a dense film, if it exceeds 5 ㎛ there is a problem that the film formation rate is slow and the film uniformity is lowered

상기 단계 2의 재밀링은 100 - 300 rpm에서 10 - 48 시간동안 수행되는 것이 바람직하다.Re-milling in step 2 is preferably performed for 10-48 hours at 100-300 rpm.

본 발명에 따른 상기 단계 3은 상기 단계 2의 전도성 산화물 분말을 금속 기판상에 증착하는 단계이다. Step 3 according to the present invention is a step of depositing the conductive oxide powder of step 2 on a metal substrate.

상기 금속 기판으로는 티타늄, 스테인레스 스틸, 구리, 니켈 또는 니켈 합금을 사용할 수 있으나 종래 금속 접속자 또는 전도성이 우수한 금속 기판이면 이제 제한되지 않는다. Titanium, stainless steel, copper, nickel or a nickel alloy may be used as the metal substrate, but the metal substrate is not limited as long as it is a conventional metal connector or a metal substrate having excellent conductivity.

상기 단계 3의 증착은 에어로졸 분사법을 사용하는 것이 바람직하며, 100 - 500 m/s의 속도로 상기 단계 2의 전도성 산화물 분말을 가속시켜 기판에 충돌시킴으로써 단단한 성형체 막을 증착시킬 수 있다. Preferably, the deposition of step 3 uses an aerosol spraying method, and a rigid molded film may be deposited by accelerating the conductive oxide powder of step 2 onto the substrate at a speed of 100-500 m / s.

상기 에어로졸 분사법을 이용한 증착을 위한 장비는 에어로졸실(aerosol chamber)과 증착실 (deposition chamber)을 포함하여 구성되어 있으며, 펌프를 통 해 증착실의 진공도를 낮추어 에어로졸실에서 형성된 분말과 수송가스 혼합체가 증착실로 이동하면서 기판과 충돌해 막을 형성시키는 것을 특징으로 한다.Equipment for deposition using the aerosol injection method comprises an aerosol chamber (aerosol chamber) and a deposition chamber (deposition chamber), lowering the vacuum degree of the deposition chamber through the pump powder and transport gas mixture formed in the aerosol chamber Moves to the deposition chamber and collides with the substrate to form a film.

추가적으로 상기와 같이 제조된 박막은 열처리를 통하여 결정성을 증가시켜 전도성을 향상시킬 수 있다. In addition, the thin film manufactured as described above may improve conductivity by increasing crystallinity through heat treatment.

나아가, 본 발명은 금속 기판상에 MnxCo3 - xO4 (1≤x≤2)를 갖는 치밀성이 향상된 스피넬계 전도성 박막을 이용한 금속 접속자를 제공한다.Furthermore, the present invention provides Mn x Co 3 - x O 4 on a metal substrate. Provided is a metal connector using a spinel-based conductive thin film having improved density with (1 ≦ x ≦ 2).

본 발명에 따라 제조된 스피넬계 전도성 박막을 산화방지층으로 이용한 금속 접속자를 800 ℃에서 1000 시간 동안 처리한 결과, 본 발명의 스피넬계 전도성 박막이 5 ㎛ 이하의 두께로 증착된 경우에도 5 - 20 mΩ·㎠ 저항값을 가짐으로써 충분한 전기 전도성을 유지할 수 있다(도 8 참조). 이는 금속 기판상에 산화물의 형성을 막아 고온에서 충분한 전기전도도를 유지하면서 장시간 사용하여도 낮은 저항값을 유지하면서 안정적인 금속 접속자로 사용할 수 있음을 알 수 있다. As a result of treating the metal connector using the spinel-based conductive thin film prepared according to the present invention as an anti-oxidation layer at 800 ° C. for 1000 hours, even when the spinel-based conductive thin film of the present invention was deposited to a thickness of 5 μm or less, 5-20 mΩ. Sufficient electrical conductivity can be maintained by having a cm 2 resistance value (see FIG. 8). This prevents the formation of an oxide on the metal substrate, it can be seen that it can be used as a stable metal connector while maintaining a low resistance value even if used for a long time while maintaining sufficient electrical conductivity at high temperatures.

특히, 종래 금속 접속자로 사용되는 스테인레스 스틸을 금속 기판으로 하고 본 발명에 따른 스피넬계 전도성 박막을 이용한 금속 접속자는 고온·장시간 사용하는 환경하에도 스테인레스 스틸에 포함되어 있는 크롬의 휘발이 전도성 박막에 의해 억제되어 화학적, 전기적으로 안정적이면서도 전기 전도성이 우수하다.In particular, the metal connector using a stainless steel, which is used as a conventional metal connector as a metal substrate and the spinel-based conductive thin film according to the present invention, is a volatile volatilization of chromium contained in the stainless steel even under high temperature and long time use. It is suppressed and is chemically and electrically stable, but also has excellent electrical conductivity.

이하 본 발명을 실시예 및 실험예에 의하여 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예 및 실험예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by Examples and Experimental Examples. However, the following Examples and Experimental Examples are merely illustrative of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following Examples and Experimental Examples.

<< 실시예Example 1>  1> 스피넬계Spinel 전도성 박막의 제조 Preparation of Conductive Thin Film

단계 1: 전도성 산화물 제조Step 1: Prepare Conductive Oxide

MnCO3 및 Co3O4의 원료분말 각각 58.27 g 및 41.72 g을 볼밀(ball-mill)로 24 시간동안 혼합한 후, 900 ℃에서 2 시간 동안 하소하여 전도성 산화물을 제조하였다. 58.27 g and 41.72 g of MnCO 3 and Co 3 O 4 , respectively, were mixed with a ball mill for 24 hours, and then calcined at 900 ° C. for 2 hours to prepare a conductive oxide.

단계 2: 전도성 산화물 분말 제조Step 2: Prepare Conductive Oxide Powder

상기 단계 1에서 제조된 전도성 산화물을 볼밀로 재밀링하여 평균 입경이 1.49 ㎛인 MnCo2O4 분말을 제조하였다.Ball milling the conductive oxide prepared in step 1 was remilled to prepare an MnCo 2 O 4 powder having an average particle diameter of 1.49 μm.

단계 3: Step 3: 스피넬계Spinel 전도성 박막 제조 Conductive thin film manufacturing

상기 단계 2에서 제조된 MnCo2O4 분말을 에어로졸 증착법을 이용하여 300 m/s로 가속시켜 스테인레스 스틸 (STS 444) 위에 3 - 5 ㎛의 두께로 증착하였다.MnCo 2 O 4 powder prepared in step 2 was accelerated to 300 m / s using an aerosol deposition method and deposited on a stainless steel (STS 444) to a thickness of 3-5 ㎛.

상기 에어로졸 증착을 위한 장비는 에어로졸실(aerosol chamber) 및 증착실(deposition chamber)을 포함하고 있으며, 펌프를 통해 증착실의 진공도를 낮추어 에어로졸실에서 형성된 분말과 수송가스 혼합체가 증착실로 이동하면서 기판과 충돌하면서 막을 형성하도록 하였다.The apparatus for aerosol deposition includes an aerosol chamber and a deposition chamber, and the powder and transport gas mixture formed in the aerosol chamber is moved to the deposition chamber by lowering the vacuum degree of the deposition chamber through a pump. It was made to form a film while colliding.

<비교예 1> 종래 금속 기판의 제조Comparative Example 1 Fabrication of Conventional Metal Substrate

상용화된 스테인레스 스틸기판을 800 ℃에서 1000 시간동안 열처리하여 제조하였다.A commercially available stainless steel substrate was prepared by heat treatment at 800 ° C. for 1000 hours.

스피넬계Spinel 전도성 conductivity 분말의 Powder 상분석Phase analysis , , 입도분석Particle size analysis 및 미세구조 분석 And microstructure analysis

본 발명에 따른 스피넬계 전도성 박막의 물리적 및 화학적 성질을 알아보기 위하여 하기와 같이 미세구조, 상분석 및 입도 분석을 실시하였다.In order to determine the physical and chemical properties of the spinel-based conductive thin film according to the present invention, the microstructure, phase analysis, and particle size analysis were performed.

(1) 하소온도에 따른 전도성 산화물의 상분석(1) Phase analysis of conductive oxides according to calcination temperature

상기 실시예 1의 단계 1에서 제조된 전도성 산화물을 800 - 1000 ℃에서 각각 하소한 후, X선 회절분석을 수행하여 그 결과를 도 1에 나타내었다. The conductive oxides prepared in Step 1 of Example 1 were calcined at 800-1000 ° C., respectively, and then subjected to X-ray diffraction analysis. The results are shown in FIG. 1.

도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 X선 회절분석 그래프를 통해 900 ℃에서 스피넬 구조의 MnCo2O4가 합성됨을 확인하였다.As shown in Figure 1, it was confirmed through the X-ray diffraction analysis graph that MnCo 2 O 4 of the spinel structure is synthesized at 900 ℃.

(2) 미세구조 관찰 및 입도분석(2) microstructure observation and particle size analysis

상기 실시예 1에 따라 제조된 전도성 산화물의 미세구조를 주사전자현미경을 이용해 관찰하였여 그 결과를 도 2(a)에 나타내었다. The microstructure of the conductive oxide prepared according to Example 1 was observed using a scanning electron microscope, and the results are shown in FIG. 2 (a).

도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 전도성 산화물은 상기 X선 회절분석 그래프와 동일하게 스피넬 구조의 MnCo2O4의 구조를 갖는 것을 확인하였다. As shown in Figure 2 (a), it was confirmed that the conductive oxide has a structure of MnCo 2 O 4 of the spinel structure in the same manner as the X-ray diffraction analysis graph.

상기 실시예 1에서 제조된 전도성 산화물 분말의 입도분석을 위해 건식입도분석기를 이용하여 상기 분말의 입도를 측정하였으며, 그 결과를 도 2(b) 에 나타내었다. The particle size of the powder was measured using a dry particle size analyzer for particle size analysis of the conductive oxide powder prepared in Example 1, and the results are shown in FIG.

도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 전도성 산화물 분말은 평균 직경이 1.49 ㎛임을 확인하였다.As shown in Figure 2 (b), the conductive oxide powder prepared according to the present invention was confirmed that the average diameter is 1.49 ㎛.

<< 실험예Experimental Example 1> 산화방지실험 1> Antioxidation Test

본 발명에 따른 박막의 산화 효과를 있는지 알아보기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.In order to determine the oxidation effect of the thin film according to the present invention, the following experiment was performed.

(1) (One) 상분석Phase analysis

상기 실시예 1을 800 ℃에서 1000시간 열처리 후의 시편들을 X선 회절분석을 통하여 상분석하고 그 결과를 도 3에 나타내었다. Example 1 was subjected to phase analysis of the specimens after heat treatment at 800 ° C. for 1000 hours through X-ray diffraction analysis, and the results are shown in FIG. 3.

도 3에 나타낸 바와 같이 MnCo2O4 상을 가진 박막 형성되었고, 열처리 후에도 스테인레스 스틸의 산화에 의한 이차상이 생성되지 않은 것을 알 수 있고, 이를 통해 본 발명의 전도성 산화물 코팅이 스테인레스 스틸의 산화 방지에 효과가 있음을 확인할 수 있다. MnCo 2 O 4 as shown in FIG. 3 It was found that a thin film having a phase was formed and a secondary phase was not produced by oxidation of the stainless steel even after the heat treatment, and it can be confirmed that the conductive oxide coating of the present invention is effective in preventing oxidation of the stainless steel.

(2) 미세구조 관찰(2) microstructure observation

상기 실시예 1과 상기 실시예 1을 800 ℃에서 1000시간 동안 열처리 후의 박막 표면의 미세구조를 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였으며, 이를 도 4(a)~(d)에 각각 나타내었다. 또한, 박막 표면의 EDS 조성 분석 결과를 표 1에 나타내었다. In Example 1 and Example 1, the microstructure of the surface of the thin film after heat treatment at 800 ° C. for 1000 hours was observed using a scanning electron microscope, which is shown in FIGS. 4 (a) to (d), respectively. In addition, Table 1 shows the results of the EDS composition analysis on the thin film surface.

atomic%atomic% 비교예 1 열처리전Comparative Example 1 Before Heat Treatment 비교예 1Comparative Example 1 실시예 1 열처리전Example 1 Before Heat Treatment 실시예 1Example 1 CrCr 19.919.9 97.197.1 1.161.16 1.961.96 FeFe 80.180.1 2.932.93 1.491.49 2.482.48

도 4(a) 내지 (b)에 나타낸 바와 같이, 코팅 처리 없는 스테인레스 스틸 시편은 열처리 전(a)에는 매끄러운 표면을 나타내고 있으나, 열처리 후(b)에는 산화물이 형성되어 있음을 알 수 있으며, 표 1에 나타낸 바와 같이, 형성된 산화물이 주로 Cr을 포함하는 산화물 (예: Cr2O3)임을 확인할 수 있다. As shown in Fig. 4 (a) to (b), the stainless steel specimen without coating shows a smooth surface before the heat treatment (a), but it can be seen that the oxide is formed after the heat treatment (b), As shown in FIG. 1, it may be confirmed that the formed oxide is an oxide mainly containing Cr (eg, Cr 2 O 3 ).

도 4(c) 및 도 4(d)에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 박막은 열처리 전(c) 과 열처리 후(d)에 미세구조 차이가 크지 않으며, 표 1에 나타낸 바와 같이, 표면의 Cr 조성비도 크게 증가하지 않았음을 확인할 수 있다. 이는, Cr을 포함하는 화합물이 표면에 형성될 경우 Cr 휘발에 의해 고체산화물연료전지(SOFC) 전극의 특성이 저하되는 것을 방지하여 SOFC 분리판 재료로 유용하게 쓰일 수 있일 수 있다. As shown in Figure 4 (c) and 4 (d), the thin film according to the present invention does not have a large difference in the microstructure before (c) and after the heat treatment (d), as shown in Table 1, Cr composition ratio also did not increase significantly. When the compound containing Cr is formed on the surface, the characteristics of the solid oxide fuel cell (SOFC) electrode may be prevented from being lowered by volatilization of Cr, which may be useful as a SOFC separator material.

본 발명에 따른 박막이 코팅된 금속 접속의 산화층의 두께를 알아보기 위해,실시예 1 및 비교예 1을 연마하여 미세구조를 주사전자현미경을 이용 관찰하였으며, 이를 도 5에 나타내었다. 이들의 단면 조성분석을 EDS line scan을 통해 수행하여 도 6 (a) 및 (b)에 나타내었다.In order to determine the thickness of the oxide layer of the metal connection coated with the thin film according to the present invention, Example 1 and Comparative Example 1 was polished to observe the microstructure using a scanning electron microscope, which is shown in FIG. Their cross-sectional composition analysis was performed through EDS line scans, and are shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).

도 5에 나타낸 바와 같이, 열처리전 비교예 1(a)은 표면에 산화층이 거의 관찰되지 않으나, 비교예 1((b))에는 두꺼운 산화물이 형성되어 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, in Comparative Example 1 (a) before heat treatment, an oxide layer was hardly observed on the surface, but it can be seen that thick oxide is formed in Comparative Example 1 ((b)).

나아가, 도 6(a)의 단면의 EDS line scan을 통하여 성된 산화물이 Cr2O3 임을 확인할 수 있으며, 두께는 10 ㎛에 이르는 것으로 확인된다.Furthermore, the oxide formed through the EDS line scan of the cross section of FIG. 6 (a) is Cr 2 O 3. It can be confirmed that, the thickness is confirmed to reach 10 ㎛.

도 5(c) 및 도 5(d) 에 나타낸 바와 같이, 열처리를 수행하지 않은 실시예 1과 실시예 1은 단면의 미세구조 차이가 크지 않으며, 도 6(b)의 EDS line scan 조성 분석 결과를 통해 코팅층과 스테인레스 스틸 계면에 Cr을 포함한 반응층이 형성되었음을 확인할 수 있다. 그러나 두께가 1 ㎛ 정도로, 비교예 1에 생성된 산화층 10 ㎛에 비하여 그게 감소하였음을 확인할 수 있다. As shown in FIGS. 5C and 5D, in Example 1 and Example 1, in which the heat treatment was not performed, the microstructure difference of the cross section was not large, and the EDS line scan composition analysis result of FIG. 6 (b). It can be confirmed that through the coating layer and the stainless steel interface formed a reaction layer containing Cr. However, it can be confirmed that the thickness thereof is about 1 μm, compared to 10 μm of the oxide layer produced in Comparative Example 1.

상기 실시예 1을 투과전자현미경으로 미세구조 관찰하고 EDS mapping을 통한 조성분석을 수행하였으며 이를 도 7 에 나타내었다. The microstructure of Example 1 was observed with a transmission electron microscope, and composition analysis was performed through EDS mapping, which is shown in FIG. 7.

도 7에 나타낸 바와같이, 실시예 1의 계면 반응층은 Cr이 주성분임을 확인하였으며 두께는 0.5 - 1 ㎛인 것을 확인하였다. 이를 통해 열처리 후의 계면 반응층의 두께가 코팅 되지 않은 경우에 비해 현저히 줄어들었음을 알 수 있다.As shown in FIG. 7, the interfacial reaction layer of Example 1 was confirmed that Cr is the main component, and the thickness was 0.5-1 μm. Through this, it can be seen that the thickness of the interface reaction layer after the heat treatment is significantly reduced compared with the case where it is not coated.

<< 실험예Experimental Example 2> 전기저항 변화 측정 2> electric resistance change measurement

열처리 온도에 따른 본 발명의 금속 접속자의 전기전도도를 측정하기 위하여, 상기 실시예 1을 1000시간 동안 열처리하는 도중에 전기저항 변화를 4-프로브(probe) 법으로 측정하여 그 결과를 도 8에 나타내었다.In order to measure the electrical conductivity of the metal connector of the present invention according to the heat treatment temperature, the electrical resistance change was measured by the 4-probe method during the heat treatment of Example 1 for 1000 hours, and the results are shown in FIG. 8. .

도 8에 나타낸 바와 같이, 비교예 1은 면적비 저항값(Ares specific resistance, ASR)이 100시간 후에 사용 한계점인 100 mΩ/㎠ 에 근접하였고 이는 산화층이 생성된 것이 원인이 된다. 반면, 실시예 1은 1000시간 이상 열처리 후에도 16.1 mΩ/㎠ 낮은 저항값을 유지하고 있음을 확인하였다. As shown in FIG. 8, Comparative Example 1 had an area specific resistance (ASR) of 100 mΩ / cm 2, which is a limit of use after 100 hours, which is caused by the formation of an oxide layer. On the other hand, Example 1 was confirmed to maintain a low resistance value of 16.1 mPa / ㎠ even after the heat treatment for 1000 hours or more.

도 1은 본 발명에 사용되는 전도성 산화물의 온도에 따른 결정 구조변화를 X선 회절기를 통해 나타낸 그래프이고;1 is a graph showing the crystal structure change with the temperature of the conductive oxide used in the present invention through an X-ray diffractometer;

도 2는 본 발명에 사용되는 전도성 산화물의 주사전자현미경 사진(a)과 입도분석 그래프(b)이고;2 is a scanning electron micrograph (a) and a particle size analysis graph (b) of a conductive oxide used in the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 일실시 형태의 X선 회절분석 그래프이고((a) 열처리 후 실시예 1,(b) 실시예 1);3 is an X-ray diffraction graph of an embodiment according to the present invention ((a) Example 1, (b) Example 1 after heat treatment);

도 4는 본 발명에 따른 일실시 형태의 주사전자현미경 사진이고((a): 열처리전 비교예 1, (b) 비교예 1, (c) 열처리 전 실시예 1, (d) 실시예 1); 4 is a scanning electron micrograph of an embodiment according to the present invention ((a): Comparative Example 1 before heat treatment, (b) Comparative Example 1, (c) Example 1 before heat treatment, (d) Example 1) ;

도 5는 본 발명에 따른 일실시 형태의 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 사진이고((a): 열처리전 비교예 1, (b) 비교예 1, (c) 열처리 전 실시예 1, (d) 실시예 1); 5 is a photograph of a cross section of an embodiment according to the present invention with a scanning electron microscope ((a): Comparative Example 1 before heat treatment, (b) Comparative Example 1, (c) Example 1, before heat treatment (d) Example 1);

도 6은 본 발명에 따른 일실시 형태의 단면을 EDS line scan을 통한 단면 조성분석이고((a) 비교예 1, (b) 실시예 1);6 is a cross-sectional composition analysis through an EDS line scan of the cross section of an embodiment according to the present invention ((a) Comparative Example 1, (b) Example 1);

도 7은 본 발명에 따른 일실시 형태의 단면을 투과전자현미경 및 EDS mapping을 통한 미세구조 및 조성분석이고((a)투과전자현미경 사진, (b) Fe mapping 사진, (c) Cr mapping 사진, (d) Mn mapping 사진, (f)Co mapping 사진); 및 7 is a microstructure and composition analysis of the cross-section of an embodiment according to the present invention through transmission electron microscope and EDS mapping ((a) transmission electron microscope picture, (b) Fe mapping picture, (c) Cr mapping picture, (d) Mn mapping photo, (f) Co mapping photo); And

도 8은 본 발명에 따른 일실시 형태를 열처리에 따른 전기저항 변화를 4-프로브(probe)법으로 측정한 그래프이다.8 is a graph of measuring the electrical resistance change according to the heat treatment according to one embodiment of the present invention by a 4-probe method.

Claims (14)

MnxCo3 - xO4 (1≤x≤2)를 갖는 치밀성이 향상된 스피넬계 전도성 박막.Mn x Co 3 - x O 4 A spinel-based conductive thin film having improved density with (1 ≦ x ≦ 2). 제1항에 있어서, 상기 박막은 1 - 50 ㎛인 것을 특징으로 하는 치밀성이 향상된 스피넬계 전도성 박막.The method according to claim 1, wherein the thin film is a spinel-based conductive thin film having improved density, characterized in that 1 to 50 ㎛. 원료 분말을 밀링하여 혼합하여 하소하여 전도성 산화물을 제조하는 단계(단계 1);Milling the raw powder to mix and calcining to prepare a conductive oxide (step 1); 상기 단계 1의 전도성 산화물을 재밀링하여 전도성 산화물 분말을 제조하는 단계(단계 2); 및Remilling the conductive oxide of step 1 to produce a conductive oxide powder (step 2); And 상기 단계 2에서 제조된 전도성 산화물 분말을 금속 기판상에 증착하여 박막을 형성시키는 단계(단계 3);를 포함하는 제1항의 스피넬계 전도성 박막의 제조방법.Method of manufacturing a spinel-based conductive thin film of claim 1 comprising the step (step 3) of depositing the conductive oxide powder prepared in step 2 on a metal substrate to form a thin film. 제3항에 있어서, 상기 단계 1의 원료 분말은 망간 산화물 및 코발트 산화물 인 것을 특징으로 하는 치밀성이 향상된 제1항의 스피넬계 전도성 박막의 제조방법.The method according to claim 3, wherein the raw material powder of step 1 is manganese oxide and cobalt oxide. 제4항에 있어서, 상기 망간 산화물은 Mn(NO3)2, MnO2 또는 MnCO3 인 것을 특징으로 하는 치밀성이 향상된 제1항의 스피넬계 전도성 박막의 제조방법.The method of claim 4, wherein the manganese oxide is Mn (NO 3 ) 2 , MnO 2 Or MnCO 3 The method of manufacturing a spinel-based conductive thin film of claim 1, wherein the compactness is improved. 제4항에 있어서, 상기 코발트 산화물은 Co3O4, CoCO3 또는 Co(NO3)2 것을 특징으로 하는 치밀성이 향상된 제1항의 스피넬계 전도성 박막의 제조방법The method of claim 4, wherein the cobalt oxide is Co 3 O 4 , CoCO 3 Or Co (NO 3 ) 2 The method of manufacturing the spinel-based conductive thin film of claim 1, wherein the compactness is improved. 제3항에 있어서, 상기 단계 1의 밀링은 100 - 300 rpm에서 6 - 24시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 치밀성이 향상된 제1항의 스피넬계 전도성 박막의 제조방법.The method according to claim 3, wherein the milling of step 1 is performed for 6 to 24 hours at 100 to 300 rpm. 제3항에 있어서, 상기 단계 1의 하소는 900 - 1400 ℃에서 1 - 8시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 치밀성이 향상된 제1항의 스피넬계 전도성 박막의 제 조방법.The method according to claim 3, wherein the calcination of step 1 is performed at 900-1400 ° C for 1-8 hours. 제3항에 있어서, 상기 단계 2의 재밀링은 100 - 300 rpm에서 10 - 24시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 치밀성이 향상된 제1항의 스피넬계 전도성 박막의 제조방법.The method according to claim 3, wherein the remilling of step 2 is performed for 10 to 24 hours at 100 to 300 rpm. 제3항에 있어서, 상기 단계 2의 분말의 평균 입경은 0.5 - 5 ㎛인 것을 특징으로 하는 치밀성이 향상된 제1항의 스피넬계 전도성 박막의 제조방법.The method according to claim 3, wherein the average particle diameter of the powder of step 2 is 0.5-5 [mu] m. 제3항에 있어서, 상기 단계 3의 금속 기판은 티타늄, 스테인레스 스틸, 구리, 니켈 및 니켈 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 치밀성이 향상된 제1항의 스피넬계 전도성 박막의 제조방법.The method according to claim 3, wherein the metal substrate of step 3 is any one selected from the group consisting of titanium, stainless steel, copper, nickel and nickel alloys. . 제3항에 있어서, 상기 단계 3의 증착은 에어로졸 증착법인 것을 특징으로 하는 치밀성이 향상된 제1항의 스피넬계 전도성 박막의 제조방법.4. The method of claim 3, wherein the deposition of step 3 is aerosol deposition. 금속 기판상에 제1항의 스피넬계 전도성 박막을 이용한 금속 접속자.A metal connector using the spinel conductive thin film of claim 1 on a metal substrate. 제13항에 있어서, 상기 금속 접속자는 5 - 20 mΩ·㎠ 저항값을 가짐으로써 충분한 전기 전도성을 유지하는 것을 특징으로 하는 제1항의 스피넬계 전도성 박막을 이용한 금속 접속자.The metal connector using the spinel-based conductive thin film of claim 1, wherein the metal connector maintains sufficient electrical conductivity by having a resistance of 5-20 mΩ · cm 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013045230A1 (en) * 2011-09-27 2013-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Method for the production of a solid electrolyte fuel cell
KR20150049384A (en) * 2013-10-30 2015-05-08 한국과학기술연구원 Metal separator for solid oxide regenerative fuel cell coated with spinel conductive oxide film, preparation method thereof and solid oxide regenerative fuel cell comprising the same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101220772B1 (en) * 2010-12-28 2013-01-21 주식회사 포스코 Method for manufacturing solid oxide fuel cell

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPN173595A0 (en) 1995-03-15 1995-04-06 Ceramic Fuel Cells Limited Fuel cell interconnect device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013045230A1 (en) * 2011-09-27 2013-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Method for the production of a solid electrolyte fuel cell
KR20150049384A (en) * 2013-10-30 2015-05-08 한국과학기술연구원 Metal separator for solid oxide regenerative fuel cell coated with spinel conductive oxide film, preparation method thereof and solid oxide regenerative fuel cell comprising the same
US9276272B2 (en) 2013-10-30 2016-03-01 Korea Institute Of Science And Technology Metal separator for solid oxide regenerative fuel cell coated with conductive spinel oxide film, method for producing the same and solid oxide regenerative fuel cell including the same

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