KR20120099552A

KR20120099552A - 열간 가압 소결 장치 및 이에 사용되는 가압 부재

Info

Publication number: KR20120099552A
Application number: KR1020110009814A
Authority: KR
Inventors: 김민성; 김명정
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-09-11
Also published as: KR101231353B1

Abstract

실시예에 따른 열간 가압 소결 장치는, 챔버; 상기 챔버 내에 위치하며, 원료가 충전되는 몰드 공간부를 구비하는 몰드 부재; 상기 몰드 부재 내에서 상기 원료를 가압 성형하는 가압 부재; 및 상기 챔버 내를 가열하는 가열 부재를 포함한다. 상기 가압 부재는 상기 몰드 공간부에 인접하는 가압 부분 및 상기 가압 부분에 위치하는 단열 부분을 포함한다.

Description

열간 가압 소결 장치 및 이에 사용되는 가압 부재{HOT PRESS SINTERING APPARATUS AND PRESS ELEMENT}

본 기재는 열간 가압 소결 장치 및 이에 사용되는 가압 부재에 관한 것이다.

핫 프레스(hot press) 등과 같은 열간 가압 소결 장치는 열을 가하면서 압력을 강하여 원하는 형상으로 원료를 소결하여 소결체를 제조하는 장치이다. 이러한 열간 가압 소결 장치의 내부가 일정 온도로 유지되어 원료를 충분히 가열하여야 소결체의 형상 및 특성을 향상시킬 수 있다.

그러나 열간 가압 소결 장치에서는 가압을 위한 프레스 장치 등과 연결되는 부품 등에 의하여 열이 방출될 수 있다. 그러면, 소결체의 밀도 등의 특성이 저하될 수 있고, 이러한 문제는 상대적으로 큰 크기의 소결체를 제조할 때 더욱 부각될 수 있다.

실시예는 열 방출을 억제하여 소결 특성을 향상하고 소결체의 밀도를 향상할 수 있는 열간 가압 소결 장치를 제공하는데 있다.

상기 단열 부분이 상기 가압 부분의 일면에 위치할 수 있다. 상기 단열 부분이 플레이트 형상일 수 있다.

상기 단열 부분이, 상기 가압 부분의 일면에 위치하는 제1 부분과, 상기 가압 부분의 측면을 감싸는 제2 부분을 포함할 수 있다. 상기 단열 부분이 캡 형상일 수 있다.

상기 단열 부분의 열전도도가 상기 가압 부분의 열전도도보다 낮을 수 있다.

상기 단열 부분이 복합 재료를 포함할 수 있다. 상기 복합 재료가 탄소 섬유 강화 탄소 복합 재료를 포함할 수 있다. 상기 복합재료가 수직 방향 직조형일 수 있다.

상기 가압 부재를 상하로 이동하기 위한 상하 이동 부재를 더 포함하고, 상기 단열 부분이 상기 가압 부분과 상기 상하 이동 부재 사이에 위치할 수 있다.

상기 가압 부분은 흑연을 포함할 수 있다. 상기 흑연은 불순물 함량이 20 ppm (parts per million) 이하일 수 있다.

일 실시예에 따른, 열간 가압 소결 장치에 사용되는 가압 부재는, 압력을 가하기 위한 가압 부분 및 상기 가압 부분의 일단부에 위치하는 단열 부분을 포함한다.

실시예에 따른 열간 가압 소결 장치에 의하면, 단열 부분에 의하여 상하 이동 부재에 의한 열 방출을 억제하여 내부 열 손실을 최소함으로써, 원료에 좀더 많은 양의 열을 공급할 수 있다. 이에 따라 소결이 좀더 용이하게 이루어질 수 있고, 이에 의하여 소결 특성을 향상하고 소결체의 밀도 등의 특성을 향상할 수 있다. 또한, 내부 열 손실을 최소화함으로써 열간 가압 소결 장치의 구동 시 전력비를 절감할 수 있다.

이때, 가압 부분은 흑연을 포함하고, 가압 부재가 복합 재료를 포함하는 단열 부분을 포함함에 따라, 고강도의 복합 재료에 의하여 가압 부재의 크기를 줄일 수 있다. 그리고 가압 부분은 흑연을 포함하여 고가의 복합 재료의 사용량을 줄일 수 있어 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 열간 가압 소결 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 열간 가압 소결 장치의 몰드 부재를 도시한 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 열간 가압 소결 장치의 하부 단열 부분을 도시한 사시도이다.
도 4는 실시예에 따른 열간 가압 소결 장치에 적용될 수 있는 하부 단열 부분의 변형예를 도시한 사시도이다.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 실시예에 따른 열간 가압 소결 장치의 개략적인 단면도이다. 도 2는 실시예에 따른 열간 가압 소결 장치의 몰드 부재를 도시한 사시도이고, 도 3은 실시예에 따른 열간 가압 소결 장치의 하부 단열 부분을 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 열간 가압 소결 장치(100)는, 진공이 유지되는 챔버(10), 이 챔버(10) 내에 위치하는 몰드 부재(20), 단열 부분(70)을 포함하는 가압 부재(30), 가열 부재(40) 및 단열 부재(50), 그리고 가압 부재(30)를 상하 이동하는 상하 이동 부재(80)를 포함할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

챔버(10)는 진공을 유지하기 위하여 밀폐될 수 있다. 이에 의하여 챔버(10) 내에 위치한 가열 부재(40) 등의 산화를 방지하는 한편, 소결 공정 중 원료에 분순물이 혼입되는 것을 방지할 수 있다.

진공을 유지하기 위하여 챔버(10)의 외부에 진공을 위한 진공 점프(102)가 위치하고, 이 진공 펌프(102)와 챔버(10)가 개폐 밸브(104) 및 배기구(106)를 통하여 연결될 수 있다. 이에 의하여 공기를 선택적으로 배출하여 챔버(10)의 내부를 일정 수준의 진공 상태로 유지할 수 있다. 그리고 챔버(10) 내로 불활성 가스를 주입하기 위한 별도의 가스 공급원(도시하지 않음), 개폐 밸브(도시하지 않음) 및 주입구(도시하지 않음)가 위치할 수 있다.

챔버(10) 내에 위치하는 몰드 부재(20) 내에는 원료(60)가 충전된다.

도 2를 참조하면 몰드 부재(20)는, 외형을 구성하는 제1 몰드부(22)와, 이 제1 몰드부(22)의 개구부(22a)에 삽입되며 몰드 공간부(24a)를 포함하는 제2 몰드부(24)를 포함한다. 이 몰드 공간부(24a) 내로 원료(도 1의 참조부호 60, 이하 동일)가 충전되며, 이 원료(60)가 가압 부재(도 1의 참조부호 30, 이하 동일)에 의해 가압되어 원하는 형상으로 원료가 소결된다.

이때, 제2 몰드부(24)는 상부보다 하부가 좁은 면적으로 형성될 수 있다. 일례로, 제2 몰드부(24)가 상부부터 하부를 향하면서 면적이 점진적으로 줄어드는 형상을 가질 수 있다. 그리고 제1 몰드부(22)의 개구부(22a)는 제2 몰드부(24)의 외형에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 즉, 개구부(22a)가 상부부터 하부를 향하면서 면적이 점진적으로 줄어드는 형상을 가질 수 있다.

이에 의하여 제2 몰드부(24)를 제1 몰드부(22)의 개구부(22a)에 삽입하는 것에 의하여 제2 몰드부(24)를 제1 몰드부(22)에 쉽게 삽입할 수 있다.

이때, 제2 몰드부(24)의 상부에서 측정된 제2 몰드부(24)의 반경(R1)에서 몰드 공간부(24a)의 반경(R2)을 뺀 값을 a, 제2 몰드부(24)의 하부에서 측정된 제2 몰드부(24)의 반경(R3)에서 몰드 공간부(24a)의 반경(R4)를 뺀 값을 b라 할 때, a에 대한 b의 비율이 0.1 내지 0.9일 수 있다. 이는 제2 몰드부(24)를 제1 몰드부(22)의 개구부(22a)에 밀착하여 삽입하여 제2 몰드부(24)가 제1 몰드부(22)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이다.

그리고 제2 몰드부(24)의 하부에서 측정된 제2 몰드부(24)의 반경(R3)에서 몰드 공간부(24a)의 반경(R4)를 뺀 값이 0이면, 제2 몰드부(24)의 하부에서 파손이 일어날 위험이 클 수 있다. 따라서, 제2 몰드부(24)의 하부가 몰드 공간부(24a)보다 큰 면적을 가질 수 있다.

이러한 몰드 부재(20)는 고온에서 견딜 수 있는 물질, 일례로 흑연을 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 원료가 충전되는 몰드 공간부(24a)를 구성하는 제2 몰드부(24)가 고순도(일례로, 99.99~99.9999%)의 흑연을 포함하고, 이 제2 몰드부(24)가 삽입되는 제1 몰드부(22)는 일반 순도(일례로, 90% 이상, 99.99% 미만)의 흑연을 포함하도록 할 수 있다.

이와 같이 원료가 직접 접촉하는 제2 몰드부(24)를 고순도의 흑연으로 형성하여 고온 및 고압에서 몰드 부재(20)가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 일례로, 일반 순도의 흑연으로만 이루어진 종래의 몰드 부재는 30 MPa의 파괴 강도를 지니는 반면, 본 실시예에 따른 몰드 부재(20)는 60 MPa의 파괴 강도를 가질 수 있다. 이와 같이 본 실시예에서는 대략 2배 정도의 파괴 강도를 가질 수 있어 파손을 효과적으로 방지할 수 있음을 알 수 있다. 이에 의하여 열간 가압 소결 장치(도 1의 참조 부호 100, 이하 동일)의 부품 교체 비용 등을 절감할 수 있다.

동시에, 제1 몰드부(22)는 일반 순도의 흑연으로 형성하여 몰드 부재(20)의 제조 비용을 절감할 수 있다.

이때, 몰드 부재(20)의 파손을 좀더 방지하기 위하여, 몰드 공간부(24a)를 이루는 제2 몰드부(24)의 내벽에 고순도의 흑연을 포함하는 이형 시트(26)가 부착될 수 있다. 이에 의하여 몰드 부재(20) 및 가압 부재(30)의 파손을 효과적으로 방지할 수 있어 열간 가압 소결 장치(100)의 부품 교체 비용 등을 좀더 절감할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 몰드 부재(20) 내의 원료를 가압 성형하는 가압 부재(30)가 위치한다. 이러한 가압 부재(30)는 원료의 하부에 위치하는 하부 가압 부재(31)와, 상부에 위치하는 상부 가압 부재(32)를 포함할 수 있다.

이러한 하부 및 상부 가압 부재(31, 32)는, 몰드 공간부에 인접하는 가압 부분과, 가압 부분에 위치하는 단열 부분(70)을 포함한다. 가압 부분은, 실질적으로 가압을 하는 제1 부재(31a, 32a)와, 몰드 공간부 쪽에 인접 위치하는 제2 부재(31b, 32b)를 포함한다. 이러한 제2 부재(31b, 32b)는 가압 시 원료에 가해지는 충격을 완화하는 역할을 하는 것으로, 일례로 판상 형태로 이루어질 수 있다.

이러한 가압 부분은 고온에서 견딜 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 제1 부재(31a, 32a) 및 제2 부재(31b, 32b)가 흑연 등으로 이루어질 수 있다. 일례로 불순물 함량이 20 ppm (parts per million) 이하인 흑연을 포함할 수 있다. 이와 같은 높은 순도의 흑연을 포함하는 가압 부분에 의하여 소결 후 형성되는 소결체의 순도를 향상할 수 있다. 일례로, 본 열간 가압 소결 장치(100)를 이용하여 탄화 규소 소결체를 형성하는 경우 5N(99.999%) 이상의 순도를 가지도록 할 수 있다.

그리고 제2 부재(31b, 32b)의 원료 대향면에는 일례로 99.99~99.9999%의 흑연을 포함하는 흑연 시트(도시하지 않음)가 더 위치하여 원료 또는 가압 부재(30)의 손상을 방지할 수 있다.

그리고, 단열 부분(71, 72)은 가압 부분과, 상하 이동 부재(81, 82) 사이에 위치하여 상하 이동 부재(81, 82)에 의한 열 방출을 방지하는 역할을 한다. 이를 좀더 상세하게 설명하면, 상하 이동 부재(81, 82)는 하부 및 상부 가압 부재(31, 32)의 상하 이동을 위한 구동력을 프레스 기계(도시하지 않음) 등으로부터 전달 받을 수 있도록, 챔버(10)를 통과하여 외부까지 연장되어야 한다. 이에 따라 상하 이동 부재(81, 82)에 의하여 열이 외부로 방출될 수 있는데, 본 실시예에서는 상부 및 하부 가압 부재(31, 32)가 단열 부분(71, 72)를 가짐으로써 이를 방지한다.

단열 부분(71, 72)는, 하부 가압 부재(31)의 하단부에 위치하는 하부 단열 부분(71)과, 상부 가압 부재(32)의 상단부에 위치하는 상부 단열 부분(72)를 포함할 수 있다. 이에 의하여 상하 이동 부재(81, 82)를 따라 열이 외부로 방출되는 것을 차단할 수 있다.

상하 이동 부재(81, 82)에 의한 열 방출을 최소화하기 위하여 하부 및 상부 단열 부분(71, 72)이 가압 부분(즉, 제1 부재(31a, 32a) 및/또는 제2 부재(31b, 32b))보다 낮은 열 전도도를 가지는 것이 바람직하다. 그리고 높은 온도에서 견딜 수 있도록 높은 내열성을 가지는 것이 바람직하다.

일례로, 하부 및 상부 단열 부분(71, 72)이 복합 재료를 포함할 수 있다. 이 중 내열성이 우수하고 열 전도도가 낮은 복합 재료로는 탄소 섬유 강화 탄소 복합 재료(C/C composite) 등을 들 수 있다. 탄소 섬유 강화 탄소 복합 재료는 탄소 기지에 탄소 섬유 강화재가 포함된 것이다. 탄소 기지로는 페놀 수지, 피치(pitch), 퓨란 수지, 화학 기상 증착 방법(CVD)에 의한 열분해 탄소 등이 사용될 수 있으며, 탄소 섬유 강화 재료로는 폴리아크릴로니트릴(PAN), 피치 등이 사용될 수 있다.

또한, 이러한 탄소 섬유 강화 탄소 복합 재료는 가압 부분을 이루는 흑연보다 낮은 열 전도도를 가진다. 예를 들어, 흑연은 180 W/m?K의 열 전도도를 가지는 반면, 이러한 탄소 섬유 강화 탄소 복합 재료는 대략 50 W/m?K 이하의 열 전도도를 가지므로 상하 이동 부재(81, 82)로의 열 전달을 줄일 수 있다. 이때, 수평 방향 직조형의 탄소 섬유 강화 탄소 복합 재료는 대략 45~50 W/m?K의 열 전도도를 가지고, 수직 방향 직조형의 탄소 섬유 강화 탄소 복합 재료는 대략 10 W/m?K 이하의 열 전도도를 가진다. 따라서, 하부 및 상부 단열 부분(71, 72)이 수직 방향 직조형의 탄소 섬유 강화 탄소 복합 재료를 포함하는 것이 열 손실을 좀더 줄일 수 있다.

하부 및 상부 단열 부분(71, 72)는 서로 유사한 형태를 가지므로, 도 3을 참조하여 하부 단열 부분(71)을 먼저 설명한다. 하부 단열 부분(71)은 하부 가압 부재(도 1의 참조부호 31, 이하 동일)의 가압 부분의 하면에 위치하는 제1 부분(71a)과, 가압 부분의 측면을 감싸면서 형성되는 제2 부분(71b)을 포함한다. 이와 같이 하부 가압 부재(71)가 캡(cap) 형상을 가지면, 가압 부분의 단부에 끼워서 고정하면 되므로 장착 안정성을 좀더 향상할 수 있다.

이때, 제1 및 제2 부분(71a, 71b)의 두께는 5mm~200mm일 수 있다. 두께가 5mm 미만이면 열 손실 저감 효과가 작을 수 있고, 두께가 200mm를 초과하면 제조 비용이 증가할 수 있다.

도 1을 참조하면, 이와 마찬가지로, 상부 단열 부분(도 1의 참조부호 72)도 제1 부분(72a)과 제2 부분(72b)을 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 상부 및 하부 단열 부분(71, 72)을 모두 포함하는 것을 예시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 둘 중 하나만 구비되는 것도 가능하다.

다시 도 1을 참조하면, 몰드 부재(20)의 외부에는 챔버(10)의 내부를 가열하는 가열 부재(40)가 위치한다. 가열 부재(40)로는 몰드 부재(20)를 가열할 수 있는 다양한 방식이 적용될 수 있다. 일례로, 가열 부재(40)가 흑연을 포함하며, 외부에서 공급되는 전원에 의하여 발열되어 몰드 부재(20)를 가열할 수 있다.

가열 부재(40)와 챔버(10) 사이에 위치하는 단열 부재(50)는 몰드 부재(20)가 반응에 적정한 온도로 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 단열 부재(50)는 고온에 견딜 수 있도록 흑연을 포함할 수 있다.

실시예에 따른 열간 가압 소결 장치(100)에 의하면, 하부 및 상부 단열 부분(71, 72)에 의하여 내부 부품, 특히 상하 이동 부재(81, 82)에 의한 열 방출을 억제하여 내부 열 손실을 최소함으로써, 원료(60)에 좀더 많은 양의 열을 공급할 수 있다. 이에 따라 소결이 좀더 용이하게 이루어질 수 있고, 이에 의하여 소결 특성을 향상하고 소결체의 소결 밀도를 향상할 수 있다. 또한, 내부 열 손실을 최소화함으로써 열간 가압 소결 장치(100)의 구동 시 전력비를 절감할 수 있다.

상대적으로 큰 크기의 소결체(일례로 300Φ 이상)를 제조할 경우에는 열 전달이 좀더 어려울 수 있는바, 이러한 경우에 본 실시예의 열간 가압 소결 장치(100)를 사용하면 상술한 소결 특성 향상 및 소결체의 소결 밀도 향상 효과가 좀더 배가될 수 있다.

또한, 하부 및 상부 가압 부재(31, 32)의 가압 부분이 흑연을 포함하고, 이 하부 및 상부 가압 부재(31, 32)의 단부에 복합 재료를 포함하는 하부 및 상부 단열 부분(71, 72)를 사용하면, 전체적으로 복합 재료를 사용하는 경우에 비하여 고가의 복합 재료의 사용량을 줄이면서도 강도 및 경도는 향상할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 3에서는 하부 및 상부 단열 부분(71, 72)이 캡 형상을 가지는 것을 일례로 도시하였으나, 하부 및 상부 단열 부분(71, 72)의 형상은 다양하게 변형이 가능하다. 일례로, 도 4에 도시한 바와 같이, 단열 부분(171)이 상부 또는 하부 가압 부재(31, 32)의 일면에 위치하는 플레이트 형상을 가질 수도 있다. 이에 의하면 단열 부분(171)를 단순한 공정에 의해 제조할 수 있다. 이러한 열간 가압 소결 장치(100)에서는 다양한 비산화물계 세라믹 물질을 원료로 하여 소결체를 형성할 수 있는데, 일례로 탄화 규소를 원료로 하여 서셉터를 제조할 수 있다.

이하에서는 실시예의 열간 가압 소결 장치(100)를 이용하여 서셉터를 제조하는 방법을 도 1을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.

먼저, 원료(60)를 준비한다. 이 원료(60)는 탄화 규소를 포함할 수 있다.

좀더 구체적으로는, 원료(60)로 탄화 규소 분말을 사용하는 것도 가능하다. 또는 원료로 탄화 규소와 함께 용매 및 수지가 혼합된 다음 과립화된 분말을 사용할 수 있다. 수지로는 페놀계 수지를 사용할 수 있고, 용매로는 알코올계 또는 수계 물질을 포함할 수 있다. 알코올계 물질로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올(IPA) 등을 들 수 있고, 수계 물질로는 물을 사용할 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 원료(60)를 탄화 규소 분말 또는 과립화된 분말을 분말 형태로 몰드 공간부(24a) 내에 위치시키는 것도 가능하고, 이 분말들을 예비 가압 등에 의하여 성형하여 원하는 형상을 가지는 성형체 형태로 만든 후에 몰드 공간부(24a) 내에 위치시키는 것도 가능하다.

하부 가압 부재(31)가 몰드 부재(20) 내에 위치한 상태에서 몰드 부재(20)의 내부에 원료를 충전하고, 가열 부재(40)에 의하여 고온이 유지된 상태에서 상부 가압 부재(32)를 이용하여 원료를 가압한다.

그러면, 고온 및 고압에 의해 탄화 규소가 몰드 부재(20)와, 하부 가압 부재(31) 및 상부 가압 부재(32) 내부의 형상으로 소결되어 서셉터가 제조된다. 일례로, 본 열간 가압 소결 장치(100)에 제조된 서셉터는 밀도가 3.15 g/cm³ 이상이고, 순도가 99.999% 이상으로 높은 수준을 가질 수 있다.

이하, 제조예 및 비교예를 통하여 실시예를 좀더 상세하게 설명한다. 제조예는 실시예를 좀더 명확하게 설명하기 위하여 제시한 것에 불과하며, 실시예가 제조예로 한정되는 것은 아니다.

제조예

IPA의 용매에, 페놀계 수지와 중심 입경이 1.8um인 탄화 규소 분말을 혼합하였다.

이어서, 혼합된 원료를 스프레이 건조기를 이용하여 과립화하였다.

이어서, 열간 가압 소결 장치에 과립화된 원료를 장입한 후 2100℃의 온도에서 40MPa의 압력으로 열간 가압하여 서셉터를 형성하였다. 이때, 열간 가압 소결 장치의 가압 부분은 불순물이 20 ppm 이하의 흑연을 포함하였고, 이 단부에는 탄소 섬유 강화 탄소 복합 재료를 포함하는 캡 형상의 단열 부분이 위치하였다.

비교예

열간 가압 소결 장치가 단열 부분을 구비하지 않았다는 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 서셉터를 제조하였다.

제조예 및 비교예에 의해 제조된 서셉터의 밀도 및 순도를 측정하여 이를 표 1에 나타내었다.

	밀도 [g/cm³]	순도[%]
제조예	3.15	99.9997
비교예	3.08	99.9

표 1을 참조하면, 제조예에 의해 제조된 서셉터의 밀도가 비교예에 의해 제조된 서셉터의 밀도 및 순도가 매우 높은 것을 알 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 열간 가압 소결 장치에 의하면 제조된 서셉터의 밀도 및 순도를 향상할 수 있음을 알 수 있다.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

챔버;
상기 챔버 내에 위치하며, 원료가 충전되는 몰드 공간부를 구비하는 몰드 부재;
상기 몰드 부재 내에서 상기 원료를 가압 성형하는 가압 부분; 및
상기 챔버 내를 가열하는 가열 부재
를 포함하고,
상기 가압 부분은 상기 몰드 공간부에 인접하는 가압 부분 및 상기 가압 부분에 위치하는 단열 부분을 포함하는 열간 가압 소결 장치.
제1항에 있어서,
상기 단열 부분이 상기 가압 부분의 일면에 위치하는 열간 가압 소결 장치.
제2항에 있어서,
상기 단열 부분이 플레이트 형상인 열간 가압 소결 장치.
제1항에 있어서,
상기 단열 부분이, 상기 가압 부분의 일면에 위치하는 제1 부분과, 상기 가압 부분의 측면을 감싸는 제2 부분을 포함하는 열간 가압 소결 장치.
제4항에 있어서,
상기 단열 부분이 캡 형상인 열간 가압 소결 장치.
제1항에 있어서,
상기 단열 부분의 열전도도가 상기 가압 부분의 열전도도보다 낮은 열간 가압 소결 장치.
제1항에 있어서,
상기 단열 부분이 복합 재료를 포함하는 열간 가압 소결 장치.
제7항에 있어서,
상기 복합 재료가 탄소 섬유 강화 탄소 복합 재료를 포함하는 열간 가압 소결 장치.
제7항에 있어서,
상기 복합재료가 수직 방향 직조형인 열간 가압 소결 장치.
제1항에 있어서,
상기 가압 부재를 상하로 이동하기 위한 상하 이동 부재를 더 포함하고,
상기 단열 부분이 상기 가압 부분과 상기 상하 이동 부재 사이에 위치하는 열간 가압 소결 장치.
제1항에 있어서,
상기 가압 부분은 흑연을 포함하는 열간 가압 소결 장치.
제11항에 있어서,
상기 흑연은 불순물 함량이 20 ppm (parts per million) 이하인 열간 가압 소결 장치.
열간 가압 소결 장치에 사용되는 가압 부재에 있어서,
압력을 가하기 위한 가압 부분 및 상기 가압 부분의 일단부에 위치하는 단열 부분을 포함하는 가압 부재.