KR20100045762A - 용융염연소법을 이용한 규소 분말의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고순도 규소분말을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이산화규소와 환원제 금속을 사용하여 자전연소시키되, 입자성장억제제로 알칼리염을 연소 반응시켜 고순도의 고른 입자성을 가지는 규소분말을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은 규소분말의 제조방법에 있어서, 이산화규소, 금속환원제, 및 알칼리염을 함유하는 원료를 자전연소반응시키는 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법이다. 상기 금속환원제는 칼슘, 바륨, 바나듐, 및 2 : 1 내지 1 : 2의 몰비를 갖는 마그네슘과 아연의 혼합물로 이루어진 군으로부터 일 이상 선택되는 것이 바람직하며, 상기 이산화규소 : 금속환원제의 몰비는 1:1.5 ~1: 2.5 인 것이 바람직하며, 상기 알칼리염은 전체 원료의 1 내지 5 중량%인 것이 바람직하고, 상기 알칼리염은 LiCl, NaCl 및 KCl 로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 군의 혼합염으로부터 선택되는 것이 바람직하다.

규소, 분말, 자전연소반응, 고순도, 입자크기

Description

용융염연소법을 이용한 규소 분말의 제조방법{Fabrication Method of Silicon Powder by Combustion Synthesis using Molten Salt}

본 발명은 고순도 규소분말을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이산화규소와 환원제 금속을 사용하여 자전연소시키되, 입자성장억제제로 알칼리염을 연소 반응시켜 고순도의 고른 입자성을 가지는 규소분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.

규소(Si)는 게르마늄과 함께 대표적인 반도체 재료로 반도체 분야 이외에도 알루미늄 합금 제조, 용접봉 및 태양전지소자 등 각종 기기부품의 제조에도 사용되고 있다. 실리콘 분말이 알루미늄에 첨가되면 알루미늄의 유동성을 증가시켜 주조성을 좋게 하므로 주조용으로 사용되는 4XXX계열의 알루미늄 합금제조에 필수불가결한 재료이며, 제철소의 환원제로도 크게 사용하고 있다. 또한 이러한 기초재료 외에 용접봉 및 VTR head drum 등 각종 기기부품의 제조에도 실리콘은 다량 사용되고 있다. 근래에 들어 반도체재료로 그 사용이 급증하고 있으며 특히 전자기기의 소형화가 요구됨에 따라서 고순도 실리콘기판위에 집적회로를 만들어야하므로 보다 큰 지름의 실리콘 단결정이 요구되어 진다. 따라서 고순도 단결정 실리콘재료를 만 들기 위해서는 그 원료로서 고순도의 실리콘분말이 만들어져야만 한다.

실리콘 제조에 있어서 가장 일반적인 방법은 규석을 파쇄 및 분쇄 후 코크스로 전기로에서 환원시켜 약 97~98%의 실리콘을 얻는다. 이 방법은 고온에서 장시간 반응을 하고, 코크스로 환원을 하기 때문에 화학적으로 대단히 안정한 탄화규소의 생성이 불가피 하다. 보다 순수한 것을 얻으려면, 증류 정제한 사염화규소를 고순도의 아연으로 고온에서 환원시키는 뒤퐁법에 의해서 99.97% 정도의 것을 얻을 수 있다. 그러나 사염화규소의 특성상 57℃이상에서는 기체로 존재하기 때문에 대량생산에 있어서는 한계가 있다.

한편, 자전 연소 합성법은 반응물들의 발열반응열을 이용하는 방법으로 반응열이 큰 물질일 경우, 외부에서 에너지를 공급하지 않아도 자발적으로 반응이 전파하면서 지속되는 현상을 이용하여 고체-고체, 고체-액체, 고체-기체 사이의 반응을 일으켜 규화물, 탄화물, 질화물 및 붕화물 등의 세라믹이나 금속간 화합물을 합성하는 방법이다. 자전 연소 합성 기술은 다른 방법에 비하여 여려가지 특징이 있는데 불순물의 휘발에 의하여 생성물의 순도가 높아질 가능성이 높다. 또한, 반응의 진행속도가 매우 빠르고 가열장치가 일반적으로 필요없어서 생산성이 높으며, 반응장치의 구조가 간단하다. 그러나 반응이 매우 빠르고 온도가 높아서 반응속도, 반응온도, 가스발생 등의 정밀제어가 어려운 단점이 있다. 그리고, 환원제로 사용되는 물질의 적절한 비율과, 반응조건, 입자크기의 조절이 중요하다. 이는 원하는 물질을 얻기 위해 사용하는 중간물질이 불순물로 작용하여 순도를 낮출 수 있기 때문이며, 보다 고른 입자를 얻기 위해서도 필요하다. 여전히 결정성 및 순도가 보다 우수하고, 미세한 규소분말을 안전하고, 경제적이며, 친환경적으로 대량 생산할 수 있는 방법이 여전히 요구된다.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 고온의 화학로(furnace), 취급이 어려운 가스등을 사용하지 않고, 공정이 짧고, 열효율 및 생산성이 우수하여 제조 원가를 크게 절감할 수 있으며, 결정성 및 순도가 높은 규소분말의 제조방법을 제공하는 것이다. 특히, 사용되는 원료의 최적의 배합비 등의 조건과 함께, 입자크기의 제어를 통해 보다 고품질의 규소분말을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

이를 위한 본 발명은 규소분말의 제조방법에 있어서, 이산화규소, 금속환원제, 및 알칼리염을 함유하는 원료를 자전연소반응시키는 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법이다. 상기 금속환원제는 칼슘, 바륨, 바나듐, 및 2 : 1 내지 1 : 2의 몰비를 갖는 마그네슘과 아연의 혼합물로 이루어진 군으로부터 일 이상 선택되는 것이 바람직하며, 상기 이산화규소의 평균 입자크기는 10 내지 40㎛이며, 칼슘의 평균 입자크기는 10 내지 80㎛이며, 바륨의 평균 입자크기는 10 내지 60㎛이며, 마그네슘의 평균 입자크기는 10 내지 80㎛이며, 아연의 평균 입자크기는 10 내지 60㎛이며, 바나듐의 평균 입자크기는 10 내지 80㎛인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 이산화규소 : 금속환원제의 몰비는 1:1.5 ~1: 2.5 인 것이 바람직하며, 상기 알칼리염은 전체 원료의 1 내지 5 중량%인 것이 바람직하고, 상기 알칼리염은 LiCl, NaCl 및 KCl 로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 군의 혼 합염으로부터 선택되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명은 (a) 이산화규소, 금속환원제 및 알칼리염을 함유하는 원료를 혼합하여 펠렛을 성형하는 단계; (b) 상기 펠렛을 자전 연소반응기에 장입한 후, 진공 또는 불활성 기체 분위기에서 국부적으로 순간 가열·점화시켜 자전연소반응시키는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 반응 생성물을 분쇄한 후, 산성 용액으로 침출(leaching)시키고 물로 세척하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법이다. 상기 상기 금속환원제는 칼슘이거나, 2 : 1 내지 1 : 2의 몰비를 갖는 마그네슘과 아연의 혼합물인 것이 바람직하고, 상기 알칼리염은 LiCl, NaCl 및 KCl 로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 군의 혼합염으로부터 선택되며, 상기 알칼리염은 전체 원료의 1 내지 5 중량%인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제조방법은 고온의 화학로(furnace), 취급이 어려운 가스 등을 사용하지 않고 규소 분말을 제조할 수 있으며, 공정이 단순하며, 공정 시간이 짧고, 열효율 및 생산성이 우수하여 제조 원가를 크게 절감할 수 있으며, 마이크로 내지 서브 마이크로로 평균 입자 크기 조절이 가능하며, 특히, 다른 상(phase)을 함유하지 않는 고순도(99%이상)의 규소 분말을 제조할 수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 또한, 하기의 구현 방법은 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

본 발명에 따른 고순도 규소 분말을 제조방법은 이산화규소와 금속환원제를 함유하는 원료를 진공 또는 불활성 기체 분위기에서 자전연소반응(SHS; Self-propagating High-temperature Synthesis)시켜 규소(Si) 분말을 제조하는 특징이 있다. 상기 원료는 규소 분말의 입자 크기를 제어하기 위해, 입자성장억제제인 알칼리염을 더 함유하는 특징이 있다. 상기 알칼리염은 자전연소반응시 물질 이동을 억제하여 미세한 규소 입자를 얻을 수 있게 한다. 상기 원료들을 자전연소반응기에 장입하여 반응시키기 전에 적절히 혼합한다. 이들은 분말성형체를 이루거나, 바람직하게는 펠렛형태로 성형하는 것이 좋다. 상기 혼합은 볼밀을 이용하여 수행될 수 있으며, 바람직하게는 지름코니아 볼을 이용하여 100 내지 300rpm으로 3 내지 10시간 수행된다.

상기 금속환원제는 칼슘, 바륨, 바나듐, 및 2 : 1 내지 1 : 2의 몰비를 갖는 마그네슘과 아연의 혼합물로 이루어진 군으로부터 일 이상 선택되는 것이 바람직하 며, 상기 원료재료들은 이산화규소의 평균 입자크기는 10 내지 40㎛이며, 칼슘의 평균 입자크기는 10 내지 80㎛이며, 바륨의 평균 입자크기는 10 내지 60㎛이며, 마그네슘의 평균 입자크기는 10 내지 80㎛이며, 아연의 평균 입자크기는 10 내지 60㎛이며, 바나듐의 평균 입자크기는 10 내지 80㎛인 것이 바람직하다. 이는 균질한 자전연소반응을 이루기 위해 적절한 범위내의 입자크기이며, 입자크기의 조절은 상기 원료들의 혼합단계에서 수행될 수 있으며, 상기 원료의 혼합 전 분쇄 및 체거름을 통하여 수행될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 이산화규소 : 금속환원제의 몰비는 1:1.5 ~1: 2.5 인 것이 바람직하다. 상기 이산화규소를 기준으로 한 상기 몰비는 원료에 함유된 이산화규소를 완전히 환원시키면서 자전연소반응 후 불순물로 잔류하는 산화칼슘, 산화바륨 등의 양을 최소화하고 제조원가를 절감시키기 위한 비이다. 그리고, 마그네슘과 아연을 혼합하는 경우 몰비로 1:1인 경우가 가장 효과가 좋은 경우이다.

상기 알칼리염은 전체 원료의 1 내지 5 중량%인 것이 바람직하고, 상기 알칼리염은 LiCl, NaCl 및 KCl 로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 군의 혼합염으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 이는 수 마이크로 내지 서브 마이크로의 평균 입자크기를 갖는 좁은 입도분포의 규소를 제조하기 위해서이다. 상기 원료에 상기 원료에 함유된 알칼리염의 첨가량을 조절하여 제조된 규소의 평균 입자크기를 제어할 수 있다.

상기 혼합된 원료는 몰드를 이용하여 펠렛(Pellet)으로 성형되는 것이 바람직하다. 상기 성형은 금속 또는 세라믹 몰드를 이용하여 1 내지 10Mpa의 압력으로 수행되는 것이 바람직하다. 상기 성형 압력은 성형체의 물리적 강도를 유지하며 국부적 점화가 원활이 발생하며 반응 면적을 넓혀 미반응 원료의 잔류를 억제하며, 펠렛 전체의 반응이 완료되기 전 소화될 수 있는 위험을 방지하기 위한 압력이다.

상기 펠렛(성형체)을 자전연소반응시키기 위해 자전연소반응기에 장입하는데, 상기 자전연소반응기는 반응기 챔버 및 그 주변장치로 구성되어, 반응기 챔버내에 진공 또는 불활성 가스 분위기를 조성하고 반응기 챔버내에 위치하는 펠렛(시편)을 점화시킬 수 있는 구조라면 어떠한 형태라도 무방하다.

그리고, 본 발명을 반응단계별로 살펴보면, (a) 이산화규소, 금속환원제 및 알칼리염을 함유하는 원료를 혼합하여 펠렛을 성형하는 단계; (b) 상기 펠렛을 자전 연소반응기에 장입한 후, 진공 또는 불활성 기체 분위기에서 국부적으로 순간 가열·점화시켜 자전연소반응시키는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 반응 생성물을 분쇄한 후, 산성 용액으로 침출(leaching)시키고 물로 세척하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법이다. 상기 상기 금속환원제는 칼슘이거나, 2 : 1 내지 1 : 2의 몰비를 갖는 마그네슘과 아연의 혼합물인 것이 효율적인 측면과 경제적인 측면에서 바람직하며 상기 알칼리염은 LiCl, NaCl 및 KCl 로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 군의 혼합염으로부터 선택되며, 상기 알칼리염은 전체 원료의 1 내지 5 중량%인 것이 바람직하다.

도 2를 기반으로 상기 (b) 단계에서 사용될 수 있는 자전연소반응기(100)를 상술한다. 자전연소반응기의 반응기 챔버(102) 내부 중앙에는 연소받침대(10)가 위치한다. 연소받침대(10) 위에는 단계의 상기 펠렛(12)이 위치된다. 반응기 챔버 내에서, 펠렛을 점화시키기 위한 Ni-Cr 필라멘트(저항 발열체)가 위치하며, Ni-Cr 필라멘트는 반응기 챔버 외부에 위치된 전력 공급원(24)으로부터 전류를 인가받는다.

반응기 챔버는 자전연소반응시 발열반응이 일어나므로 바람직하게 250기압 이상의 압력을 견딜 수 있어야 하며, 스테인리스강으로 제조되는 것이 바람직하다. 반응기 챔버의 하단에는 반응기 챔버 내에 진공을 조성하기 위한 진공 파이프(29)가 연결된다. 진공 파이프는 반응기 챔버 외부에 위치하는 진공펌프(28)와 연장된다. 진공펌프는 필요에 따라서 반응기 챔버 내의 공기를 빼내어 진공을 조성한다. 또한, 반응기 챔버의 하단에는 반응기 챔버내로 불활성 가스를 주입하기 위한 불활성 가스 공급용 파이프(31)가 연결된다. 불황성 가스 공급용 파이프는 반응기 챔버 외부에 위치하는 불활성 가스 공급원(30)까지 연장된다. 불활성 가스 공급원은 필요에 따라서 반응기 챔버 내로 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스를 제공한다. 또한, 반응기 챔버의 하단 일측에 형성된 배출관(32)은 반응기 챔버의 압력을 일정하게 유지하거나 또는 반응 후 펠렛을 회수 할 때 반응기 챔버 내의 압력을 외부로 배출시킨다. 반응기 챔버의 외부 위쪽에는 개폐 가능한 마개가 위치한다.

상기 단계에서 원통형 몰드 안에 있는 분말성형체 또는 성형된 펠렛은 상술한 자전연소반응기로 장입되고, 장입 후, 위치한 반응기 챔버내 산소를 제거하기 위해 진공 및 불활성 가스의 공급을 반복하는 과정(purging)이 수행된다. 충분한 퍼징이 수행된 후, 진공 또는 불활성 분위기에서 상기 펠렛의 일부분을 부분 점화시켜 자전연소반응을 유도한다. 자전연소반응이 불활성 분위기에서 수행되는 경우, 반응기 챔버는 1~100atm 압력인 것이 바람직하다.

저항발열체와 같이 국부적인 가열 수단에 의해 상기 펠렛을 국부적으로 순가 가열 및 점화되면, 국부적으로 발생한 초기 합성 반응에서 발생한 반응 생성열이 펠렛 전체의 스스로 전파되어 반응이 진행, 완료되는 자전연소반응이 수행된다. 본 발명의 제조방법은 자전연소반응의 특성상, 반응에 소요되는 시간이 수초 내지 수분 이내이며, 초기 점화 시에만 외부 에너지가 공급되면 자체 반응열에 의해 전체적인 반응이 진행/완료되므로 열효율이 높고, 원료의 혼합 및 부분 가열로 그 공정이 단순하며, 유해 가스 또는 유해 반응물이 생성되지 않아 친환경적이고, 값싼 원료 물질 및 최소의 에너지 공급으로 높은 수열의 규소 분말을 제조하므로 대량생산 가능한 경제적인 방법이다. 상기 단계 후 입자들이 일정부분 서로 뭉쳐지는 응집체가 얻어지므로, 이후 , 물리적으로 이를 분쇄하는 분쇄단계가 수행되는 것이 바람직하다. 반응에 의해 생성된 분말들을 물리적으로 분쇄하는 단계는 통상의 볼밀, 롤밀링 등을 이용하여 수행될 수 있으며, 바람직하게는 롤 밀링을 이용하여 수행된다. 분쇄된 반응 생성물은 원료에 첨가된 환원제 및 입자성장억제제에 의해 규소 이외의 불순물을 함유한다. 이를 제거하여 고순도의 규소 분말을 얻기 위해 산성 용액을 이용한 침출(leaching) 단계 및 수세가 수행되게 된다.

상기 침출 단계는 환원제로 사용된 금속의 산화물을 제거하기 위해 수행되는 것으로, 강산 수용액과 상기 분쇄된 반응 생성물을 혼합, 교반한 후, 여과 등의 고액분리를 이용하여 분말을 분리 회수하는 방식으로 수행되며, 한회 이상 반복되어 수행될 수 있다. 바람직하게 상기 강산 수용액은 3 내지 10M 농도의 염산 수용액이다. 상기 산을 이용한 침출에 의해 상기 반응 생성물에 함유된 금속 환원제에 의한 생성물(산화금속)이 제거된다.

상기 침출 단계 후, 수세는 증류수와 침출 처리된 분말을 혼합, 교반한 후, 분말을 분리 회수하는 방식으로 수행되며, 이러한 수세 단계는 한회 이상 반복되어 수행될 수 있으며, 5 내지 10회 반복 수행되어 상기 침출 처리에 의해 잔류하는 분말 내에 잔류하는 산, 상기 반응 생성물에 잔류하는 입자성장억제제를 충분히 제거하는 것이 바람직하다. 상기 수세 후, 분리 회수된 분말을 건조하여 평균 입자크기가 제어된 고순도의 규소 분말을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

실시예 1

이산화규소(SiO2, Junsei, S0166), 칼슘(Ca, 아크로스, 2011-85000)의 몰비가 1:2.1이 되도록 칭량하여 볼밀에서 균일하게 혼합하고, 이 혼합물을 5Mpa의 압 력으로 냉간 압축하여 지름 30mm, 높이 40mm의 크기의 펠렛을 제조하였다. 제조된 펠렛을 도 2와 유사한 반응기 챔버 내에 장입한 후, 챔버 내의 산소를 완전히 제거하기 위하여 아르곤 가스를 충전-진공 배출하는 퍼징과정을 3회 이상 반복한 후, 반응기 내부를 25atm의 아르곤 가스로 충진 시켰다. 이후, Ni-Cr 저항 발열체를 이용하여 펠렛을 국부적으로 점화시켜 연소 반응을 진행하였다. 자전연소반응이 완료된 생성물을 롤 밀을 이용하여 분쇄한 후, 분쇄된 생성물을 6.0M의 염산용액(50℃)과 혼합하여 6시간 동안 교반하는 침출을 행한 다음 염산이온이 검출되지 않을 때까지 수세 및 여과를 반복하였다. 여과된 분말을 80℃에서 24시간 건조하여 규소 분말을 제조하였다.

실시예 2

이산화규소(SiO2, Junsei, S0166), 칼슘(Ca, 아크로스, 2011-85000)의 몰비가 1:2.1이 되도록 칭량한 후, 전체 원료의 2 중량%가 되도록 NaCl(NaCl, 삼전화학, S0485)을 더 첨가하여 볼밀로 균일하게 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 규소 분말을 제조하였다. 도 3은 실시예 1에서 제조된 분말에 대한 X-선 회절 분석결과를 도시한 것이다. 본 발명의 제조방법에 의해 규소의 단일상이 합성됨을 확인 할 수 있으며, 규소 외의 기타 다른 상(phase)이 생성되지 않음을 알 수 있다. 도 4는 실시예 1에서 제조된 규소 분말의 주사전자현미경 사진으로, 자전연소반응을 이용하여 제조된 규소 입자는 불규칙한 부정형 구조를 가지고 있으며, 입자의 크기는 1~5㎛임을 확인할 수 있었다. 또한 롤 밀에 의한 분쇄 후에도 입자들이 어느 정도 서로 응집되어 있음을 알 수 있었다. 도 5 및 도 6은 실시예 2에서 제조된 규소 분말의 X-선 회절 분석결과와 SEM 사진을 각각 도시한 것이다. 도 5에서 알 수 있듯이 입자성장억제제인 알칼리염을 첨가한 경우에도 규소의 단일상으로 구성된 분말이 얻어짐을 확인 할 수 있었으며, 실시예 1과 유사하게 불규칙한 부정형 구조를 가지는 입자가 제조되나, 그 입자 크기가 0.5 내지 1㎛로 보다 작은 입자로 제어됨을 확인 할 수 있었다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 장치와 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제조방법을 도시한 일 순서도이며,

도 2는 본 발명의 제조방법에 사용될 수 있는 자전연소반응기의 일 장치도이며,

도 3은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 분말에 대한 X-선 회절 분석결과를 도시한 것이며,

도 4는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 규소 분말의 주사전자현미경 사진이다.

도 5은 본 발명의 실시예 2에서 제조된 분말에 대한 X-선 회절 분석결과를 도시한 것이며,

도 6은 본 발명의 실시예 2에서 제조된 분말에 대한 주사전자현미경 사진이다.

Claims (9)

1. 규소분말의 제조방법에 있어서, 이산화규소, 금속환원제, 및 알칼리염을 함유하는 원료를 자전연소반응시키는 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 금속환원제는 칼슘, 바륨, 바나듐, 및 2 : 1 내지 1 : 2의 몰비를 갖는 마그네슘과 아연의 혼합물로 이루어진 군으로부터 일 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 이산화규소의 평균 입자크기는 10 내지 40㎛이며, 칼슘의 평균 입자크기는 10 내지 80㎛이며, 바륨의 평균 입자크기는 10 내지 60㎛이며, 마그네슘의 평균 입자크기는 10 내지 80㎛이며, 아연의 평균 입자크기는 10 내지 60㎛이며, 바나듐의 평균 입자크기는 10 내지 80㎛인 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법. 자전연소반응을 이용한 규소 분말의 제조방법.
4. 제 1항 또는 제 3항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 이산화규소 : 금속환원제의 몰비는 1:1.5 ~1: 2.5 인 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법.
5. 제 1항 또는 제 3항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 알칼리염은 전체 원료의 1 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법.
6. 제 1항 또는 제 3항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 알칼리염은 LiCl, NaCl 및 KCl 로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 군의 혼합염으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법.
7. (a) 이산화규소, 금속환원제 및 알칼리염을 함유하는 원료를 혼합하여 펠렛을 성형하는 단계;

   (b) 상기 펠렛을 자전 연소반응기에 장입한 후, 진공 또는 불활성 기체 분위기에서 국부적으로 순간 가열·점화시켜 자전연소반응시키는 단계; 및

   (c) 상기 (b) 단계의 반응 생성물을 분쇄한 후, 산성 용액으로 침출(leaching)시키고 물로 세척하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 금속환원제는 칼슘이거나, 2 : 1 내지 1 : 2의 몰비를 갖는 마그네슘과 아연의 혼합물인 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법.
9. 제 7항 또는 제8항에 있어서,

   상기 알칼리염은 LiCl, NaCl 및 KCl 로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 상기 군의 혼합염으로부터 선택되며, 상기 알칼리염은 전체 원료의 1 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는 규소분말의 제조방법.

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