KR20120123685A - 입자성 알루미늄 나노 복합재와 그 생산 공정 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강화 알루미늄 복합재 공정을 제공한다. 알루미늄 금속 복합재는 티타늄 카바이드, 티타늄 보라이드, 바나듐 및 지르코늄 화합물로 이루어진 그룹 중에서 선택한 화합물을 사용하여 강화시킨다. 공정은 가압 운반 가스를 사용하여 공압으로 실행한다. 가압 운반 가스는 또한 공정 동안 효과적인 교반을 제공하여 알루미늄 모재에 입자가 균일하게 분산되게 한다.

Description

입자성 알루미늄 나노 복합재와 그 생산 공정{PARTICULATE ALUMINIUM MATRIX NANO-COMPOSITES AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 금속 복합 재료(metal matrix composites)에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 강화 알루미늄 복합재 및 그 생산 공정에 에 관한 것이다.
본 특허명세서에 사용된 용어의 정의.
본 명세서에 사용된 "공압으로(Pneumatically)" 란 용어는 공기, 운반/불활성 가스와 같은 가스, 또는 가스 혼합물을 사용하여 실행되는 공정(기능/작용)을 의미한다.
금속복합재(metal matrix composite[MMC])는 최소한 두 개 이상의 부분로 구성된 복합재로서, 하나는 금속재료로 그리고 다른 하나는 세라믹 또는 무기 혼합물과 같은 기타 비금속 재료로 구성된다.
금속복합재(MMC)는 금속모재(metal matrix)에 분산되어 있는 강화재로 이루어진 재료로 제조된다. 강화재는 외부에서 합성되어 금속모재에 추가되거나 자체 강화 처리되어 금속에 첨가될 수 있다.
최근에 주목을 받고 있는 MMC의 한 종류는 현장 강화 기술로 처리되는 입자 강화 알루미늄 복합재이다. 이 복합재는 알루미늄 모재에 비해 뛰어난 기계적 특성이 있으며 교통, 전자공학 및 레크리에이션 제품을 제조하는 위한 용도로 사용되고 있다.
US 4,772, 452는 TiC 강화 알루미늄 복합재의 공정을 공시한다. 이 공정에서 복합재는 모두 분말형태로 제공되는 알루미늄 금속, 티타늄 함유 화합물 및 카바이드를 사전에 혼합하여 압축시킨 다음, 알루미늄 용융점에 근접하는 반응온도에서 가열하여 생산한다.
US 6,843,865는 TiC 강화 알루미늄 복합재 (aluminum matrix composites)의 공정을 공시한다. 이 공정에서 복합재는 용융된 형태의 알루미늄과 티타늄 금속 혼합물을 탄소의 할로겐화물과 반응시켜 생산한다. 반응은 격렬한 기계적 교반으로 일으킨다.
US 4,748, 001은 TiC 강화 알루미늄 복합재의 공정을 공시한다. 이 공정에서는 700℃에서 미리 가열한 탄소분말을 알루미늄과 티타늄 용융 혼합물에 추가하고, 용융물을 고온에서 격렬하게 교반시킨 다음, 초고온 (1100 내지 1400℃)에서 추가적인 처리를 하여 원하는 복합재를 생산한다. 용융물은 기계적 교반으로 뒤흔든다.
상기의 기술들이 가지고 있는 한계는 강화 입자들이 불균질하게 분포되어 같은 배치(batch)마다 특성이 다른 것은 물론 같은 시료 내에서도 특성이 균일하지 않다는 것이다. 또한 초고온(1100 내지 1400℃)에서 추가적인 처리를 해야하고, 분말제가 용융물로 침윤되도록 전구물질(precursors)을 미리 가열하고, 혼합 및 침윤이 잘 되게 하기 위해 분말을 명세서에 따라 일정한 범위의 크기로 엄격하게 조정해야 하기 때문에 공정 비용이 높다. 상기의 공시 공정 중 어떤 것은 최대 5%까지 입자 강화재를 함유한 복합재를 제조하는데, 그 비율을 넘으면 혼합이 잘 되지 않는다.
따라서 우수한 기계적 특성을 위해서는 다량의 입자 강화재를 함유하면서 입자강화재가 균일하게 분포된 복합재를 개발할 필요가 있다.
본 발명의 주요 목적은 입자가 고르고 균일하게 분포된 알루미늄 복합재를 제조하기 위한 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 향상된 기계적인 특성을 갖춘 알루미늄 복합재를 생산하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 알루미늄 복합재 제조를 위한 비용효과적인 공정을 제공하기 위한 것이다.
전술한 공정 즉 알루미늄 나노 복합재의 제조공정은 다음과 같은 단계로 구성된다:
a) 먼저 (i) 티타늄 화합물, 바나듐 화합물 및 지르코늄 화합물 이루어진 그룹에서 선별된 적어도 한 가지 이상의 금속 함유 혼합물과 (ii) 탄소함유 화합물, 붕소함유 화합물 및 산소함유 화합물을 포함한 그룹에서 선별된 적어도 한 가지 이상의 비금속 함유 화합물을 용융물을 얻기 위해 750℃ ~ 1200℃ 범위로 유지되는 용융 알루미늄 금속에 주입하고,
c) 용융 복합재를 얻기 위하여 5~60분간 용융물을 교반하고
d) 용융 복합재를 주조하여 응고시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 주입단계에서 혼합시, 혼합물에 포함되는 화합물 중 적어도 한 가지 이상의 화합물이 공기(pneumatically)로 주입된다. 일반적으로 주입단계는 가압 운반 가스를 사용하여 공압으로 실행된다.
일반적으로 a) 단계에서 혼합물에 포함된 화합물 중 적어도 한 가지 이상은 용융 알루미늄 용융물 속에 잠겨있는 랜스(lance)에 부착된 주입기(feeder)를 통해 주입되는데 여기서 랜스는 용융 알루미늄 금속에 잠겨 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 용융물은 운반가스를 사용하여 교반한다. 일반적으로 용융물은 5~20분 동안 운반가스를 사용하여 교반한다.
일반적으로 운반가스는 아르곤 및 질소가스로 이루어진 그룹 중에서 선택한다.
일반적으로 a) 단계에서 b) 단계까지 온도는 850℃ ~ 1000℃ 범위에서 유지된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 a) 단계에서의 화합물은 칼륨 티타늄 불화물(potassium titanium fluoride), 티타늄 산화물(titanium oxide), 티타늄 다이보라이드(titanium diboride)로 이루어진 그룹 중에서 선택한다.
일반적으로 이 화합물은 칼륨 티타늄 불화물 및 티타늄 산화물로 이루어진 그룹 중에서 선택한 티타늄 화합물이다. 일반적으로 티타늄 화합물은 분말 형태이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 탄소는 흑연분말, 이산화탄소 및 메탄가스로 이루어진 그룹 중에서 선택한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 산소는 산소가스, 실리카, 알루미나, 산화아연 및 산화제일동으로 이루어진 그룹 중에서 선택한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 형성된 입자성 알루미늄 나노 복합재는 티타늄 카바이드 복합재를 최대 15%까지 함유하고 있다.
본 발명품의 또 한가지 측면에서, 입자성 알루미늄 나노 복합재는 마그네슘, 구리, 아연 및 규소로 이루어진 그룹 중에서 선택한 적어도 한 가지 이상의 합금을 함유하고 있다.
도 1은 본 발명 및 종래의 방법에 따라 준비된 시료의 XRD 오버레이를 보여준다.
도 2는 본 발명 및 종래의 방법에 따라 준비된 시료의 주사형 전자 현미경 사진(SEM)을 보여준다.
도 3은 본 발명의 방법으로 제조한 주조 알루미늄 시료와 복합재의 인장곡선을 보여준다.
도 4는 (a) 본 발명의 방법과 (b) 종래의 교반 주조 방법에 의해 제조된 시료의 사진을 보여준다.
도 5는 탄소원(source of carbon)인 이산화탄소를 사용한 본 발명의 방법으로 준비한 시료의 광학 현미경 사진을 보여준다.
도 6은 본 발명의 방법으로 준비한 복합재 시료의 노화곡선을 보여준다.
도 7은 압출 복합재 시료를 보여준다.
도 8은 단조 복합재 시료를 보여준다.
금속복합재(MMC)는 금속모재(metal matrix)에 분산된 강화재로 이루어진 재료로 제조된다. 모재(matrix)는 강화재가 포함된 일체식 재료이다. 강화재는 내마모성, 마찰계수, 또는 금속의 열전도성과 같은 물리적 성질을 개선하기 위해 생산된다.
MMC에 제조 방법은 다양하다. MMC 제조방법에는 i) 고체상태 방법 - 분말금속과 강화재를 혼합한 후 압밀, 탈기(degassing), 및 열가공 처리를 통해 접합하는 방법, ii) 액체상태 방법 - 강화재를 용융금속에 넣어 교반하고 응고시키는 방법, iii) 금속모재(metal matrix) 내에서 강화재를 형성하기 위해 반응재들 사이에 화학적 반응을 일으키는 방법, iv) 증착법-섬유를 짙은 기화 금속 연기를 통과시켜 코팅하는 방법이 있다.
알루미늄 복합재(MMC)는 분말야금 (소결), 교반 주조, 및 침투 같은 제조방법으로 제조된다. 일반적으로 알루미늄 복합재 강화재는 순수 금속에 비해서 고강도, 고강성 (탄성계수), 저밀도, 고열전도성, 및 우수한 내마모성을 나타낸다.
알루미늄 복합재(AMC)는 자동차 부품 (피스톤, 압봉, 브레이크 부품), 고속열차용 브레이크 로터, 자전거, 골프채, 전자 기판, 및 고압전선 캐이블용 차량 제조에 사용된다.
본 발명은 현장 강화 알루미늄 복합재(MMC) 공정을 제공한다. 알루미늄 복합재는 티타늄 화합물, 바나듐 화합물, 지르코늄 화합물로 이루어진 그룹 중에서 선택한 금속 함유 화합물과 탄소 함유 화합물, 붕소 함유 화합물, 산소 함유 화합물로 이루어진 그룹 중에서 선택한 비금속 함유 화합물의 반응으로 얻을 수 있는 최소 한 가지 이상의 화합물을 사용하여 강화되며, 여기서 선호되는 강화 화합물은 티타늄 카바이드이다. TiC 입자는 티타늄 함유 화합물과 탄소 함유 화합물을 용융 알루미늄에 주입하여 현장에서 제조된다. 티타늄 화합물은 칼륨 티타늄 불화물, 티타늄 붕소화물 및 티타늄 산화물로 이루어진 그룹 중에서 선택한다. 가압 분말 주입 랜스는 용융 알루미늄 금속에 원료를 주입하는데 사용된다. 분말형태의 티타늄 함유 화합물 (예, 칼륨 티타늄 불화물, 티타늄 산화물)은 용융조(bath) 바닥에 잠겨 있는 랜스를 통해서 공압으로 용융 알루미늄 내부에 주입된다. 탄소는 티타늄 함유 염과 혼합된 흑연분말 또는 이산화탄소/메탄가스의 형태로 첨가될 수 있다. 불활성 또는 반응성 가스는 분말 운반체로 작용하여 용융물 내부에 분말을 분산시킨다. 가스는 용융물을 교반하여 반응속도를 높이고 처리온도 (750-1200℃)와 시간(5-60 분)을 낮출 수 있는 인접 혼합(intimate mixing)이 이루어지게 해야 한다. 따라서 공정은 불규칙한 입자의 크기를 만들어 낼 수 있는 기계적 교반을 피한다. 기계적 특성의 균질성의 향상도 관찰된다. 예, 경도 변화가 주조 시 5% 미만이다. 본 발명은 주조의 건전성을 해치지 않으면서 다량의 강화재를 용융물 (15% 까지)에 주입하는 방법을 제공한다. 본 공정으로 제조된 복합재는 종래의 기계적 교반 방식에 의해 제조된 복합재에 비해서 분포상태가 미세하고 균일하다. 그럼으로 입자의 부피율이 동일할 경우에, 본 발명에 따라 제조되는 복합재는 보다 우수한 기계적 특성을 갖는다.
지금부터는 본 발명에 대해서 다음 예들을 통해 설명할 것인데 이 예들은 단지 예로서만 제시된 것이며 어떤 방식으로든 본 발명의 한계를 제한하지 않는다.
예 1
462gm의 알루미늄 금속을 900℃의 흑연 도가니에서 융해시켰다. 칼륨 티타늄 불화물과 탄소분말의 혼합물 (97.3g의 K2TiF6와 7.5g의 탄소)을 운반 가스로서 아르곤을 사용하여 용융물에 잠겨 있는 알루미나 랜스에 부착된 스크류 주입기를 사용하여 용융 알루미늄에 첨가하였다. 8분 동안 첨가제를 주입한 후, 스크류 주입기 스위치를 끄고 용융물을 추가로 5분 동안 교반하여 아르곤과 혼합하였다. 첨가량은 부피로 TiC 5%의 공칭 첨가량에 해당한다. 교반을 끝내고 도가니를 용광로에서 분리한 후, 용융물에서 불순물을 걷어 내었다. 일반적으로 101번으로 표시되는 복합재 시료를 주철 주형에서 주조하였다.
도 1 은 알루미늄, TiC 및 마이너 Al3T 단계에 해당하는 정점(peak)에서 복합재의 X-ray 회절형상을 보여준다.
도 2a 는 Al4C3와 TiC의 등축 입자의 매우 미세하고 균일한 분포를 보여주는 주사형 전자 현미경 분석을 보여준다. 약간의 Al3Ti 판도 존재하는 것을 볼 수 있다.
본 발명과 종래의 방법으로 제조되는 주물의 균질성을 비교하기 위해, 일반적으로 102번으로 표시되는 교반 주조(기계적 교반)에 의해 제조된 시료와 본 발명의 방법을 의해 제조되는 시료(101)을 동일한 조건 (예, 900℃ 및 반응시간 30분)하에서 제조했다. 주물의 종단면에서 통계적으로 분석한 경도(hardness)는 약 15였다. 본 발명에 따라 침강되어 있는 랜스와 아르곤 운반 가스를 사용하여 제조된 주물의 경우에 비커스 경도는 60.5±1.1로 측정되었고, 반면에 흑연 교반기를 사용하여 제조된 주물의 경우에 비커스 경도는 65.1±1.7 이었다. 이것은 본 발명의 방법을 사용하면 교반 주조 방법으로 제조한 주물에 비해 균질의 주물을 얻을 수 있다는 것을 보여준다.
예 2
몇 가지 주물을 표 1 에 열거된 여러 공정 변수에 따라 예 1에 기술된 것처럼 2가지 다른 방법에 의해서 제조했다. 복합재에 대한 XRD 분석은 본 발명으로 전구물질을 미리 가열할 필요 없이 더 낮은 온도와 더 짧은 순환 시간에 침전된 TiC의 부피 비율이 큰 복합재를 제조하는 것이 가능하다는 것을 보여준다. TiC 침전이 존재할 경우 도 3 에 도시된 바와 같이 항복강도 (yield strength), 인장강도 (tensile strength), 및 영률 (Young's modulus)이 향상된다. TiC 침전의 등축 및 양호한 분포 특성 때문에 복합재의 연성 (ductility) 이 손상되지 않는다.
예 3
금속모재(Metal Matrix)는 예 1에 기술된 바와 같이 제조하였다. 시료 하나는 직경이 300μ(d90)인 굵은 K2TiF6 분말을 사용하여 제조하였고, 다른 시료는 직경이 68μ(d90)인 체가름된 K2TiF6 분말을 사용하여 제조하였다. 두 시료의 경도는 모두 51 Hv로 측정되었다.
예 4
일반적으로 103번으로 표시되는 복합재 시료는 예1에서 기술된 바와 같이 본 발명의 방법으로 제조하였다. 알루미늄 12㎏을 900℃에서 융해시키고, 용융 알루미늄에 운반 가스로서 아르곤을 사용하여 스크류 주입기를 통해서 K2TiF6와 탄소분말의 혼합물을 첨가하였다. 총 첨가량은 TiC 부피율이 10%인 공칭 첨가량에 해당한다. 반응하는 동안 총 배치(batch)시간은 20분 이었다. 반응이 완료된 후 도가니에서 불순물을 제거하고 걷어낸 용융물을 빌렛(billet) 제조를 위해 모래 주형에 부었다. 도 4a는 결함이 없는 주조 빌렛의 사진을 보여 준다.
또 하나의 시료를 500gm의 알루미늄을 900℃에서 융해시켜 종래의 교반 주조 방법으로 제조하였다. 495g의 K2TiF6와 22g의 탄소분말의 혼합물을 흑연 교반기로 교반하면서 용융물에 첨가하였다. 반응은 20분 만에 완료되었다. 용융물의 높은 점성 때문에 불순물 제거 작업 적절히 제대로 실행할 수 없었고 그로 인해 약간의 불순물이 용융물 내에 남았다. 용융물을 주철 주형에 부었다. 도 4b는 주물 사진을 보여 준다.
예 5
일반적으로 104번으로 표시되는 알루미늄 복합재 시료는 950℃에서 SiC 도가니에서 530gm의 알루미늄을 용해하여 제조하였다. 113g의 K2TiF6 분말을 용융물에 첨가한 다음 알루미나 봉을 사용하여 수동으로 교반하였다. CO2 기체를 사용하여 용융물에 침전된 알루미나 랜스를 통해서 10분 동안 용융 혼합물을 통해 거품을 일으켰다. 도가니를 용광로에서 분리하고, 불순물을 용융물 상부에서 걷어낸 다음 용융물을 주철 주형에 부었다. XRD 분석은 주물 내에 TiC 침전물이 형성된 것을 보여 주었고 경도는 48.2 Hv로 측정되었다. 시료의 광학 현미경 사진은 도 5에 도시되어 있다.
예 6
CO2/N2 혼합물을 사용하여 알루미늄과 K2TiF6로 이루어진 용융물에 거품을 발생시켜 Al-AlN-TiC 복합재를 생산했다. 대안으로 Al-AlN-TiC 복합재를 생산하기 위해서 예 1에서 아르곤 대신에 운반가스로서 공기를 사용하였다.
예 7
일반적으로 105번으로 표시되는 복합재 시료는 예 1에 기술된 바와 같은 방법을 사용하여 제조하였다. 주형에 복합재를 붓기 전에 0.5% 망간과 0.8% 규소의 합금 첨가제를 첨가하였다. 시험용 시료는 주조 복합재로 제조했다. 시험용 시료를 1시간 동안 550℃에서 융해시킨 다음 물에서 담금질 하였다. 그런 다음 융해된 시료를 170℃에서 다른 시간을 동안 열처리하여 원하는 경도를 얻었다. 노화 곡선은 도 6에 도시되어 있다.
예 8
몇 가지 복합재 시료를 예 1에 기술된 방법으로 제조하였다. 주조 시료를 빌렛 형태로 가공하고, 금형(die)에서 400~550℃ 온도로 압출하여 봉 및 아이 빔(I-beam) 같은 압출단면을 형성했다. 도 7은 육안으로 식별가능한 표면결함이 없이 압출 가공된 제품을 보여 준다. 다른 시료 몇 가지를 450℃로 예열 후 단조하였으며 도 8에 예시되어 있다.
일련번호 모재 예열 K2TiF6 (g) 탄소 (g) 공정 반응 온도 배치 시간 경도 침전물
1 Al-Si 없음 0 0 랜스 950 5 44.2 없음
2 순수 Al 없음 0 0 교반기 950 20 30.0 없음
3 Al-Si 없음 85 4 본 발명 900 20 59.2 TiC
4 순수 Al 없음 109 8 본 발명 900 18 42.2 TiC
5 6063 Al 없음 155 16 본 발명 900 15 36.9 TiC
6 순수 Al 있음 151 16 교반기 900 45 40.0 Al3Ti. TiC
7 순수 Al 있음 106.9 11 교반기 990 20 42.0 TiC
8 순수 Al 있음 107 11 교반기 900 20 40.1 Al3Ti. TiC
표 1의 복합재에 대한 XRD 분석은 본 발명으로 전구물질을 미리 가열할 필요 없이 더 낮은 온도와 더 짧은 순환 시간에 첨가된 TiC의 부피 비율이 큰 복합재를 제조하는 것이 가능하다는 것을 보여준다.
본 발명에 따라 제조된 복합재의 강도는 종래의 기술을 사용한 Al-Si 모재의 경도가 44 Hv5인 것에 비해서 59 Hv5인 것으로 밝혀졌다. 유사한 조건하에서 기계적 교반에 의해 제조되는 복합재의 경도는 30 Hv5 정도이다. 주조 복합재의 탄성계수는 인장시험을 측정했을 때 순수 알루미늄의 경우 69 GPa인 것에 비해서 에서 90 GPa로 측정되었다. 작은 시편들을 주괴에서 절단한 다음 450℃에서 열간 단조하였다. 이 시료들은 열간 단조 동안에 균열 흔적이 전혀 없었다. 미끄럼 마모 시험은 마모성능이 상당히 개선되었음 보여준다.
순수 알루미늄이 2.27 mm3/km인 것에 비해서 복합재의 경우 1.14 mm3/km 이다.
본 발명명세서에서는 바람직한 공정의 구체적인 방법을 상당히 강조하고 있지만 본 발명의 원리로부터 벗어나지 않으면서 바람직한 단계의 많은 부분을 변경할 수 있고 다른 여러 단계가 추가될 수도 있다. 본 발명명세서에 공개된 기술에 숙련된 사람들은 발명의 선호되는 방법에 대한 이런 변경에 대해서 분명히 식별할 수 있을 것이고 따라서 전술한 본 발명명세서의 변경에 관한 문제들은 본 발명의 실례로 해석되어야 하며 한계로 해석되지 않는다는 것을 분명히 이해해야 한다.

Claims (15)

  1. a) 먼저 (i) 티타늄 화합물, 바나듐 화합물 및 지르코늄 화합물 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 한 가지 이상의 금속 함유 혼합물과 (ii) 탄소함유 화합물, 붕소함유 화합물 및 산소함유 화합물을 포함한 그룹에서 선택된 적어도 한 가지 이상의 비금속 함유 화합물을 용융물을 얻기 위해 750℃ ~ 1200℃ 범위로 유지되는 용융 알루미늄 금속에 주입하는 단계;
    c) 용융 복합재를 얻기 위하여 5~60분간 용융 합금을 교반하는 단계;
    d) 용융 합금을 주조하여 응고시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 나노 복합재의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주입 단계에서 혼합 시 혼합물에 포함되는 화합물 중 적어도 한 가지 이상의 화합물이 공압으로(pneumatically)로 주입되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 주입 단계는 가압 운반 가스를 사용하여 공압으로 진행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 단계에서 혼합물에 포함된 화합물 중 적어도 한 가지 이상은 용융 알루미늄 용융물 속에 잠겨있는 랜스(lance)에 부착된 주입기(feeder)를 통해 주입되는데, 상기 랜스는 용융 알루미늄 금속에 잠겨 있는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    운반가스를 사용하여 용융물를 교반하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    5~60분 동안 운반가스를 사용하여 용융물을 교반하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 운반가스는 아르곤과 질소로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    a) 와 b)단계의 온도가 750℃ 내지 1200℃ 범위로 유지되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    a) 단계의 화합물은 칼륨 티타늄 불화물, 티타늄 산화물, 티타늄 다이보라이드, 실리카, 알루미나, 산화아연, 및 산화제일동으로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    a) 단계의 화합물은 칼륨 티타늄 불화물 및 티타늄 산화물로 이루어진 그룹에서 선택된 티타늄 화합물인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    금속 함유 화합물은 분말형태인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    비금속 함유 화합물을 탄소 함유 화합물 중에서 선택하며, 특히 흑연 분말, 이산화탄소 및 메탄가스로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    선택된 금속 함유 화합물은 티타늄 화합물이며, 비금속 함유 화합물은 탄소 함유 화합물 중에서 선택되고, 입자성 알루미늄 나노 복합재는 티타늄 카바이드 복합재를 최대 15%까지 함유하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    입자성 알루미늄 나노 복합재는 마그네슘, 구리, 아연 및 규소로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 한 가지 이상의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 제1항에 따른 방법으로 제조되는 알루미늄 나노 복합재 (aluminum matrix nano-composite).
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