KR20130081448A - Composite material and method of producing the same - Google Patents

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KR20130081448A
KR20130081448A KR1020120002431A KR20120002431A KR20130081448A KR 20130081448 A KR20130081448 A KR 20130081448A KR 1020120002431 A KR1020120002431 A KR 1020120002431A KR 20120002431 A KR20120002431 A KR 20120002431A KR 20130081448 A KR20130081448 A KR 20130081448A
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오원태
김대한
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동의대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A composite material and a manufacturing method of the same are provided to obtain a composite material with superior thermal conductivity by mixing polyimide, graphene, carbon nanotubes, and silicon carbide (SiC) at the optimal rate. CONSTITUTION: A composite material comprises polyimde, graphene, carbon nanotubes, and silicon carbide. The carbon nanotubes are multi-walled carbon nanotubes. The ratio of the graphene, carbon nanotubes, and silicon carbide to the polyimde is 10:1-8:1. The ratio of the silicon carbide to the graphene and carbon nanotubes is 9:1-7:3. A manufacturing method of a composite material comprises the steps of: preparing polyimde, graphene, carbon nanotubes, and silicon carbide; preparing a solvent; dissolving the polyimide, graphene, carbon nanotubes, and silicon carbide into the solvent; and obtaining a composite material by removing the solvent from the mixed solution. [Reference numerals] (AA) Surface resistance (Ω/□); (BB) Graphene & carbon nanotube: SiC

Description

복합 재료 및 그 제조 방법{Composite material and method of producing the same}Composite material and method of producing the same

본 발명은 복합 재료에 관한 것으로, 특히 폴리이미드와 그래핀을 포함하는 복합 재료 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD This invention relates to a composite material. Specifically, It is related with the composite material containing polyimide and graphene, and its manufacturing method.

고분자와 고분자 수지는 각각의 독특한 특성 때문에 다양하게 사용되며, 대학이나 산업체에서 응용과 연구가 활발하게 진행되고 있다. 방향족 폴리이미드(polyimide)는 높은 열적 안정성, 좋은 기계적 특성, 그리고 낮은 유전 상수와 같은 많은 유용한 특성을 지니고 있다. 이에 폴리이미드는 초소형 전자공학에 응용성이 매우 높고, 혼합기체 분리막 제조에도 사용될 수 있다.Polymers and polymer resins are used in various ways because of their unique characteristics, and applications and researches are being actively conducted in universities and industries. Aromatic polyimides have many useful properties such as high thermal stability, good mechanical properties, and low dielectric constants. Therefore, polyimide has very high applicability in microelectronics and can be used for preparing mixed gas separation membranes.

그래핀 재료들도 다양한 분야에 적용이 가능하다고 기대를 모으고 있다. 그라파이트(Graphite)의 박리에 의해 만들어진 그래핀은 탄소 원자들의 연속적인 화학 결합으로 탄소의 sp2 혼성 결합으로 구성되어 있다. 그래핀은 생산 가격이 탄소나노튜브 보다 상대적으로 낮다. 반면, 그래핀은 높은 전기적, 열적 전도도를 가지며 또한 높은 기계적 특성을 가지므로, 탄소나노튜브를 대체 할 수 있는 대표적 나노재료로 기대된다.Graphene materials are also expected to be applicable to various fields. Graphene produced by the exfoliation of graphite is composed of sp2 hybrid bonds of carbon as a continuous chemical bond of carbon atoms. Graphene has a lower production price than carbon nanotubes. On the other hand, graphene has high electrical and thermal conductivity and high mechanical properties, so it is expected to be a representative nanomaterial that can replace carbon nanotubes.

한편, 여러 가지 재료의 장점을 살리기 위해서는 재료를 복합화하는 복합재료에 관한 관심이 높아지고 있다. 새로운 복합재료 응용을 위해서는 그것에 대한 기본적인 이해가 필요하다. 새로운 복합재료의 기반이 되는 장치 개발을 위해 복합재료의 물성이 핵심적으로 고려되어야 한다. 예컨대, 복합재료는 흔히 특별한 기판 위에서 코팅 필름과 같이 도포되거나 다층의 층상 구조로 구성된다. 감기거나 휘어짐, 이동 현상, 갈라짐, 박리 현상과 같은 심각한 문제는 다층이나 복잡한 구조의 계면 층의 물리적 성질인 열적 불일치로 발생한다. 이러한 복합체에서의 열팽창 계수와 잔류 응력의 온도 의존성은 기계적 특성의 불일치를 피하기 위해 연구되어야 한다.Meanwhile, in order to take advantage of various materials, there is a growing interest in composite materials in which materials are composited. New composite applications require a basic understanding of it. The physical properties of composites should be taken into consideration to develop the devices on which new composites are based. For example, composites are often applied as a coating film on special substrates or composed of a multi-layered layered structure. Serious problems such as winding or warping, shifting, cracking, and delamination are caused by thermal inconsistencies, the physical properties of multi-layered or complex interfacial layers. The thermal dependence of the thermal expansion coefficient and residual stress in these composites should be studied to avoid mechanical property mismatches.

여러 가지 장점을 가진 복합체를 실용화하기 위해서는 복합체의 특성을 파악하여 효율적으로 발현시키고, 복합체를 간편하게 제조할 수 있는 제조법의 개발이 절실한 실정이다.In order to commercialize a complex having various advantages, it is urgent to develop a manufacturing method that can efficiently identify and express the characteristics of the complex and easily prepare the complex.

한편, 한국특허공개 제2011-0016289호에는 그래핀 산화물 또는 그래핀인 탄소 나노판을 재료로 하여 이를 화학적, 물리적으로 분산시킨 다음에 분산체를 이용하여 복합체 소재에 복합화시켜 제조되는 탄소 나노판 복합체에 관해 개시되어 있다.
Meanwhile, Korean Patent Publication No. 2011-0016289 discloses a carbon nanoplate composite prepared by using a carbon nanoplate which is graphene oxide or graphene as a material and chemically and physically dispersing it and then complexing the composite into a composite material using a dispersion. Is disclosed.

본 발명은 열전도도 특성이 우수한 복합 재료 및 그 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a composite material having excellent thermal conductivity and a method of manufacturing the same.

본 발명은 폴리이미드, 그래핀, 탄소난노튜브 및 실리콘 카바이드(SiC)를 포함하는 복합 재료 및 그 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a composite material comprising polyimide, graphene, carbon nanotubes, and silicon carbide (SiC) and a method of manufacturing the same.

본 발명은 실리콘 카바이드의 함량에 따라 열전도도 및 면저항이 조절되는 복합 재료 및 그 제조 방법을 제공한다.
The present invention provides a composite material and a method of manufacturing the same, the thermal conductivity and the sheet resistance is adjusted according to the content of silicon carbide.

본 발명의 실시 예들에 따른 복합 재료는 폴리이미드, 그래핀, 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드를 포함한다.Composite materials according to embodiments of the present invention include polyimide, graphene, carbon nanotubes and silicon carbide.

상기 탄소나노튜브는 다중벽 탄소나노튜브이다.The carbon nanotubes are multi-walled carbon nanotubes.

상기 폴리이미드에 대한 상기 그래핀, 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드의 비율은 10:1 내지 8:1이고, 상기 그래핀과 탄소나노튜브에 대한 상기 실리콘 카바이드의 비율은 9:1 내지 7:3이다.The ratio of the graphene, carbon nanotubes and silicon carbide to the polyimide is 10: 1 to 8: 1, and the ratio of the silicon carbide to graphene and carbon nanotubes is 9: 1 to 7: 3. .

상기 실리콘 카바이드의 함량에 따라 면저항 및 열 전도율이 조절되고, 상기 실리콘 카바이드의 함량이 증가할수록 상기 면저항 및 상기 열 전도율이 증가한다.
The sheet resistance and thermal conductivity are controlled according to the content of the silicon carbide, and the sheet resistance and the thermal conductivity increase as the content of the silicon carbide increases.

본 발명의 실시 예들에 따른 복합 재료의 제조 방법은 폴리이미드, 그래핀, 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드 원료를 준비하는 과정; 용매를 준비하는 과정; 상기 용매에 상기 폴리이미드, 그래핀, 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드 원료를 용해시켜 혼합 용액을 제조하는 과정; 및 상기 혼합 용액으로부터 상기 용매를 제거하여 복합 재료를 제조하는 과정을 포함한다.
Method for producing a composite material according to embodiments of the present invention comprises the steps of preparing a polyimide, graphene, carbon nanotubes and silicon carbide raw material; Preparing a solvent; Preparing a mixed solution by dissolving the polyimide, graphene, carbon nanotube and silicon carbide raw material in the solvent; And removing the solvent from the mixed solution to prepare a composite material.

본 발명의 실시 예들은 간단하고 단순한 방법으로 폴리이미드, 그래핀, 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드의 복합 재료를 제조할 수 있다. 또한, 시트, 필름 등 다양한 형태의 복합 재료를 용이하게 제조할 수 있다.Embodiments of the present invention can produce a composite material of polyimide, graphene, carbon nanotubes and silicon carbide in a simple and simple manner. In addition, various types of composite materials such as sheets and films can be easily produced.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 실리콘 카바이드의 함량에 따라 열전도도 및 면저항을 조절할 수 있고, 열전도도가 우수하여 방열 시트에 활용될 수 있는 등 다양한 전자 부품 및 소자에 활용될 수 있다.
According to embodiments of the present invention, the thermal conductivity and the sheet resistance can be adjusted according to the content of silicon carbide, and the thermal conductivity can be utilized in various electronic components and devices, such as excellent thermal conductivity.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 복합 재료의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 복합 재료의 면저항 특성을 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 복합 재료의 SEM 사진.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 복합 재료의 열전도 특성을 나타낸 그래프.
1 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing a composite material according to embodiments of the present invention.
2 is a graph showing the sheet resistance characteristics of the composite material according to the embodiments of the present invention.
3 is a SEM photograph of a composite material according to embodiments of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the thermal conductivity of the composite material according to embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.

본 발명의 실시 예에 따른 복합 재료는 폴리이미드, 그래핀, 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드(SiC)를 포함한다. 탄소나노튜브는 다중벽 탄소나노튜브(Multi-Walled Carbon Nanotube; MWCNT)를 이용할 수 있다.The composite material according to the embodiment of the present invention includes polyimide, graphene, carbon nanotubes and silicon carbide (SiC). Carbon nanotubes may use multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs).

폴리이미드(polyimide)는 이미드 고리를 가지는 고분자 물질로 주로 방향족의 무수물 및 디아민을 이용하여 합성한다. 폴리이미드(polyimide) 수지는 이미드 고리의 화학적 안정성을 기초로 하여 우수한 내열성, 내화학성, 내마모성과 내후성 등을 보이며 그 외에도 낮은 열팽창율, 낮은 통기성 및 뛰어난 전기적 특성 등을 나타낸다. 다방면에 적용 가능한 물성들을 활용하여 고온 접착제, 엔지니어링 플라스틱 소재, 우주 항공 분야, 미소전자 분야, 광학 분야 등에 이르기까지 널리 사용되어 왔으며, 세부 목적에 적합한 단량체들과 합성법 등의 개발이 보다 다양하고 정교하게 진전되면서 그 응용 범위가 점차 확대되고 있다. 주변에서 흔히 접할 수 있는 물품 내, 외부에 적용된 폴리이미드 수지의 사용 예로 휴대폰 내부에 주로 사용되는 연성 회로기판, LCD TV와 모니터의 배향막과 포토레지스트 등을 들 수 있고, 고온에서 사용되는 O-ring, 가스 크로마토그래피용 컬럼 물질 등의 산업체 적용 외에, 폴리이미드 수지를 이용하여 분자단위의 단층 필름인 Lang-muir-Blodgett(L-B) 필름 제조기술도 개발되어 보고된 바 있다. 폴리이미드(polyimide)는 최종적으로 획득되는 고분자 고체의 분자구조 및 성형 가공성에 따라 ① 곧은 사슬 열가소형, ② 곧은 사슬 비열가소형, ③ 열경화형의 세 형으로 나눌 수 있다. 곧은 사슬 열가소형은 분자량 1∼10만의 선상 고분자로서, 사출 성형/압출 성형이 가능한 가역적 열가소형 수지이다. 곧은 사슬 비열가소형은 분자량 1∼10만의 선상 고분자이면서 용융 유동성이 없거나 또는 매우 나쁘기 때문에 용융 혼련(混練) 성형을 할 수 없는 것이므로 오로지 압축/소결법 또는 용액 캐스트/탈용매법으로 성형된다. 열경화성은 경화 반응성 모노머류(및 그들의 조합) 또는 그것을 예비 중합시킨 올리고머류를 틀에 넣어 가압하여 일정 시간 가열하여 3차원 가교한 경화 성형체로 하는 것이다. 올리고머류는 B스테이지 폴리머(분자량 300∼3,000 정도)로 일컬어지는 것으로서, 상온에서는 고체이지만 용매에 가용이고 또한 불가역적 열가소성을 나타낸다. 본 실시 예에서는 디아민(diamine), 5(6)-아미노-1-(4’아미노페닐)-1,3-트리메틸인데인(5(6)-amino-1-(4’ aminophenyl)-1,3-trimethylindane)을 기초로 한 용해가능한 열가소성 폴리이미드를 사용하였다.Polyimide is a high molecular material having an imide ring, and is mainly synthesized using aromatic anhydrides and diamines. Polyimide resins exhibit excellent heat resistance, chemical resistance, abrasion resistance and weather resistance based on the chemical stability of the imide ring, and also exhibit low thermal expansion rate, low breathability, and excellent electrical properties. It has been widely used in high temperature adhesives, engineering plastic materials, aerospace, microelectronics, optics, etc. by utilizing various applicable properties, and development of monomers and synthesis methods suitable for specific purposes is more diverse and sophisticated. As it progresses, its application is gradually expanding. Examples of the polyimide resin applied to the inside and outside of articles commonly encountered in the surroundings include flexible circuit boards mainly used inside mobile phones, alignment films and photoresists of LCD TVs and monitors, and O-rings used at high temperatures. In addition to industrial applications such as column chromatography for gas chromatography, a technique for producing Lang-muir-Blodgett (LB) film, which is a monolayer film of a molecular unit using polyimide resin, has been developed and reported. Polyimide can be divided into three types: ① straight chain thermoplastic, ② straight chain non-thermoplastic, and ③ thermosetting according to the molecular structure and molding processability of the finally obtained polymer solid. Straight chain thermoplastics are linear polymers having a molecular weight of 1 to 100,000, and are reversible thermoplastic resins capable of injection molding / extrusion molding. The straight chain non-thermoplastic type is a linear polymer having a molecular weight of 10,000 to 100,000 and cannot be melt kneaded because it has no melt flowability or is very bad, and is thus formed by compression / sintering or solution cast / desolvent method. The thermosetting property is obtained by curing reactive monomers (and a combination thereof) or an oligomer prepared by preliminarily polymerizing the monomer (s) and pressurizing the mixture by heating for a predetermined time to obtain a cured molded article which is three-dimensionally crosslinked. The oligomers are referred to as B stage polymers (molecular weights of about 300 to 3,000) and are solid at room temperature but soluble in a solvent and exhibit irreversible thermoplastic. In this embodiment, diamine, 5 (6) -amino-1- (4'aminophenyl) -1,3-trimethylinyne (5 (6) -amino-1- (4 'aminophenyl) -1, Soluble thermoplastic polyimide based on 3-trimethylindane) was used.

그래핀은 흑연의 표면층을 한 겹 벗긴 탄소 나노 물질이다. 즉, 흑연은 탄소를 6각형의 벌집 모양으로 층층이 쌓아올린 구조로 이루어져 있는데, 그래핀은 흑연에서 가장 얇게 한 겹을 떼어낸 것이라 볼 수 있다. 탄소 동소체(同素體)인 그래핀은 탄소나노튜브, 풀러린(Fullerene)처럼 원자번호 6번인 탄소로 구성된 나노물질이다. 2차원 평면 형태를 가지고 있으며, 두께는 0.2㎚ 정도로 엄청나게 얇으면서 물리적, 화학적 안정성도 높다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다. 또한, 탄성이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는다. 이런 특성으로 인해 그래핀은 차세대 신소재로 각광받는 탄소나노튜브를 뛰어넘는 소재로 평가받고 있으며, 탄소나노튜브보다 균일한 금속성을 갖고 있기 때문에 산업적으로 응용할 가능성이 더 크다. 또한, 그래핀은 구부릴 수 있는 디스플레이나 전자종이, 착용식 컴퓨터 등을 만들 수 있는 전자정보 산업분야의 미래 신소재로 주목받고 있다.Graphene is a carbon nanomaterial with one layer of the surface layer of graphite stripped. In other words, graphite has a structure in which carbon layers are stacked in a hexagonal honeycomb shape, and graphene is the thinnest layer of graphite. Graphene, a carbon allotrope, is a nanomaterial composed of carbon number 6, such as carbon nanotubes and fullerenes. It has a two-dimensional planar shape and is extremely thin, about 0.2 nm, and has high physical and chemical stability. It is 100 times more electricity than copper, and can transfer electrons 100 times faster than single crystal silicon, which is mainly used as a semiconductor. The strength is more than 200 times stronger than steel, and more than twice the thermal conductivity of diamond, which boasts the highest thermal conductivity. In addition, it is excellent in elasticity and does not lose its electrical properties even when stretched or bent. Due to these characteristics, graphene is evaluated as a material that surpasses carbon nanotubes, which is emerging as a next-generation new material, and is more likely to be applied industrially since it has a uniform metallicity than carbon nanotubes. In addition, graphene is attracting attention as a future new material in the electronic information industry that can make bendable displays, electronic paper, wearable computers and the like.

탄소나노튜브는 6각형 고리로 연결된 탄소들이 긴 대롱 모양을 이루는 지름이 수 내지 수십 nm에 불과한 미세한 분자이다. 탄소나노튜브는 전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도도는 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도는 강철보다 100배나 뛰어나다. 탄소 섬유는 1%만 변형시켜도 끊어지는 반면 탄소나노튜브는 15%가 변형되어도 견딜 수 있다. 탄소나노튜브는 단중벽 탄소나노튜브(Single-Walled Carbon Nanotube; SWCNT), 다중벽 탄소나노튜브(Multi-Walled Carbon Nanotube; MWCNT), 다발 등 형태에 따라 다양한 물성을 가지게 된다. 그중 다중벽 탄소나노튜브는 여러 개의 관이 동심원을 이루면서 만들어진 탄소나노튜브로서, 지름이 5∼100nm, 장력이 50∼300GPa, 전기저항이 5.1×10-8Ω·m, 열전도도가 3000W/m·K 정도의 특성을 가지고 있다.Carbon nanotubes are tiny molecules with a diameter of only several to several tens of nanometers in which long carbons connected by hexagonal rings form a long shape. Carbon nanotubes are similar in electrical conductivity to copper, thermal conductivity is the best diamond in nature, and 100 times stronger than steel. Carbon fiber can be broken by only 1% deformation while carbon nanotubes can withstand 15% deformation. Carbon nanotubes have various properties depending on the shape of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), and bundles. Among them, multi-walled carbon nanotubes are carbon nanotubes formed by concentric circles of 5 to 100 nm in diameter, 50 to 300 GPa in tension, 5.1 x 10 -8 Ω · m in electrical resistance, and 3000 W / m in thermal conductivity. It has a characteristic of about K.

실리콘 카바이드(silicon carbide; SiC)는 실리콘(Si)과 탄소(C)가 1:1로 결합되어 있는 재료로서, 강한 공유결합성에 의해 경도가 다이아몬드 다음으로 크다(모스 경도 9.2). 순수한 것은 무색 투명한 육각판상(六角板狀) 결정으로, 녹는점이 2,700℃ 이상이고, 2,200℃에서 승화한다. 보통은 불순물로 인해서 갈색 또는 흑색 결정이다. 실리콘 카바이드는 다양한 결정다형을 갖고 있으며, 이를 구별하기 위해 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC 등으로 구분한다. 특정한 결정 방향(hexagonal 축계에서 0001 방향)으로의 적층 주기가 달라서 생기는 것으로 여러 이름의 가장 앞선 숫자는 이들 적층 주기를 표시한다. 예를 들어, 3C-SiC의 경우 3층이 하나의 단위가 되어 주기적으로 반복되고, 4H-SiC의 경우 4층, 6H-SiC의 경우 6층 등으로 구성된다. 그 다음 영문자는 결정축계를 의미하는 것으로, C는 정방정계(cubic)를 의미하며, H는 육방정계(hexagonal), R은 능면정계(rhombohedral)을 의미한다.
Silicon carbide (SiC) is a material in which silicon (Si) and carbon (C) are combined in a 1: 1 ratio, and the strongest covalent property is second only to diamond (Moss hardness 9.2). Pure is a colorless transparent hexagonal plate crystal, which has a melting point of 2,700 ° C or higher and sublimes at 2,200 ° C. Usually it is brown or black crystals due to impurities. Silicon carbide has a variety of crystal polymorphs, and to distinguish it is classified into 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC. Different lamination cycles in a particular crystallographic direction (0001 direction in the hexagonal axis) result in the most advanced numbers of these names indicating these lamination cycles. For example, in the case of 3C-SiC, the three layers are periodically repeated as one unit, and are composed of four layers in 4H-SiC, six layers in 6H-SiC, and the like. Next, the English letter means the crystal axis system, C means cubic, H means hexagonal, and R means rhombohedral.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 재료 제조 방법의 공정 흐름도이다.1 is a process flowchart of a composite material manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 재료 제조 방법은 폴리이미드, 그래핀, 탄소나노튜브, 실리콘 카바이드 원료를 각각 준비하는 과정, 용매를 준비하는 과정, 용매에 그래핀, 탄소나노튜브, 실리콘 카바이드 및 폴리이미드를 용해시켜 용액을 형성하는 과정 및 상기 용액으로부터 용매를 제거하고 복합 재료를 얻는 과정을 포함한다. 본 발명의 복합 재료는 폴리이미드, 그래핀, 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드를 용액에 용해시켜 제조하므로 물질들이 균일하게 분산한 형태로 제조되며, 시트, 필름 등 다양한 형태로 제조될 수 있다.Referring to Figure 1, the composite material manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a process for preparing a polyimide, graphene, carbon nanotubes, silicon carbide raw material, a process for preparing a solvent, graphene in the solvent, carbon nano Dissolving the tube, silicon carbide and polyimide to form a solution, and removing the solvent from the solution and obtaining a composite material. Since the composite material of the present invention is prepared by dissolving polyimide, graphene, carbon nanotubes, and silicon carbide in a solution, the materials are uniformly dispersed and can be manufactured in various forms such as sheets and films.

먼저, 원료를 준비한다. 즉, 폴리이미드, 그래핀, 탄소나노튜브, 실리콘 카바이드를 각각 준비한다. 폴리이미드는 상기에 설명한 바와 같이 디아민(diamine), 5(6)-아미노-1-(4'아미노페닐)-1,3-트리메틸인데인(5(6)-amino-1-(4'aminophenyl)-1,3-trimethylindane)을 기초로 한 용해가능한 열가소성 폴리이미드를 사용한다. 그리고, 그래핀은 휴머스(Hummers) 방법을 수정하여 제조된 산화흑연으로부터 얻어지는데, 그래핀의 제조 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 흑연은 잔류 불순물를 제거하기 위해 500℃의 온도와 아르곤 분위기에서 열처리하여 사용한다. 100㎖의 황산(H2SO4) 내에 분말 상의 박편 흑연 5g과 질산나트륨(NaNO3) 2.5g을 첨가한 후 30분가량 교반한다. 반응 구성물들은 안전한 반응을 위하여 얼음 반응조 내에서 0℃ 부근의 냉각을 필요로 한다. 활발한 교반이 유지되는 동안, 과망간산칼륨(KMnO4) 15g을 혼합물에 첨가한다. 이때, 투입 속도는 혼합물의 온도가 20℃를 넘지 않게 하기 위하여 0.1g 수준의 소량을 수 십여 차례에 걸쳐 투입한다. 그 다음 얼음조를 제거하고 혼합물의 온도를 32℃∼38℃에 이르게 하여 30분 동안 유지한다. 반응이 진행되면, 혼합물은 거품이 줄어듦에 따라 점차 걸쭉해진다. 상기 온도로부터 20분이 지나면 혼합물은 적은 양의 가스를 방출하면서 반죽과 같은 페이스트(paste) 상태에 이르고, 이때의 반응물은 회갈색을 띈다. 30분이 지난 후 250㎖의 물을 페이스트(paste) 내에 첨가하고 천천히 교반하면 격렬한 비등(沸騰)과 98℃에 이르는 온도 증가가 수반된다. 이제 갈색을 띄는 반응물은 높은 온도에서 15분 동안 유지시킨다. 다음에 반응물은 700㎖의 따듯한 물(30∼40℃)을 사용해 더욱 희석시키고, 잔류 과망간산염, 이산화망간을 줄이기 위해 30% 과산화수소(H2O2) 50㎖를 사용해 처리한다. 과산화물을 사용하여 처리하면 반응물은 밝은 노란색으로 바뀐다. 증류수로 희석된 혼합물은 5㎛ 크기의 기공을 갖는 필터 페이퍼로 여과를 거치면 노랑-갈색의 케이크 형상의 결과물을 얻게 된다. 노랑-갈색 필터 케이크는 적어도 세 번 정도 증류수(250㎖×3)를 사용하여 세척한다. 원심 분리하여 세척된 페이스트 상태의 산화흑연을 취하고, 폐기수의 pH가 7 부근에 도달하면 세척 과정을 마친다. 1g/ℓ의 농도로 증류수에 희석된 산화흑연은 두 시간 가량의 초음파 처리로 산화흑연의 약해진 층간 결합을 끊어, 산화 그래핀 상태로 만든다. 이후에 산화흑연 100mg당 1㎖의 하이드라진 수화물을 추가로 첨가하고 24시간의 환류(reflux; 還流) 처리하여 환원된 그래핀을 만든다. 증류수, 메탄올로 세척, 여과 및 건조를 통해 최종적으로 분말 상의 그래핀을 얻을 수 있다.First, prepare raw materials. That is, polyimide, graphene, carbon nanotubes, and silicon carbide are prepared, respectively. The polyimide is diamine, 5 (6) -amino-1- (4'aminophenyl) -1,3-trimethylinyne (5 (6) -amino-1- (4'aminophenyl), as described above. Soluble thermoplastic polyimide based on) -1,3-trimethylindane) is used. In addition, graphene is obtained from graphite oxide prepared by modifying the Hummers method, which will be described in detail below. First, graphite is used by heat treatment at 500 ° C. and argon atmosphere to remove residual impurities. 5 g of powdered flake graphite and 2.5 g of sodium nitrate (NaNO 3 ) are added to 100 ml of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), followed by stirring for about 30 minutes. The reaction components require cooling around 0 ° C. in the ice reactor for safe reaction. While vigorous stirring is maintained, 15 g of potassium permanganate (KMnO 4 ) is added to the mixture. At this time, the dosing rate is a small amount of 0.1g level over several dozen times in order not to exceed the temperature of the mixture 20 ℃. The ice bath is then removed and the mixture maintained at 32-38 ° C. for 30 minutes. As the reaction proceeds, the mixture becomes thicker as the bubbles shrink. After 20 minutes from this temperature, the mixture reached a paste-like paste state, releasing a small amount of gas, at which time the reaction became greyish brown. After 30 minutes, 250 ml of water is added to the paste and stirred slowly, followed by vigorous boiling and an increase in temperature up to 98 ° C. The brownish reaction is now held at high temperature for 15 minutes. The reaction is then further diluted with 700 ml of warm water (30-40 ° C.) and treated with 50 ml of 30% hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) to reduce residual permanganate and manganese dioxide. Treatment with peroxide turns the reactant to a bright yellow color. The mixture diluted with distilled water is filtered through a filter paper having pores of 5 μm size to obtain a yellowish-brown cake-like result. The yellow-brown filter cake is washed at least three times with distilled water (250 mL x 3). The graphite oxide washed by centrifugation is taken and the washing process is completed when the pH of the wastewater reaches around 7. Graphite oxide diluted in distilled water at a concentration of 1 g / l breaks the weakened interlayer bonds of graphite oxide by sonication for about two hours, thereby bringing it into graphene oxide. Thereafter, an additional 1 ml of hydrazine hydrate per 100 mg of graphite oxide was added and refluxed for 24 hours to form reduced graphene. Finally, powdery graphene can be obtained by washing with distilled water, methanol, filtration and drying.

탄소나노튜브는 다중벽 탄소나노튜브를 사용하며, 한화나노텍(Hanwha Nanotech Corp.)으로부터 구매한 CMP-310 시리즈를 사용하였다. 본 발명에 이용되는 다중벽 탄소나노튜브는 6∼9㎚의 직경을 갖고 있으며, 우수한 전계 방출 특성과 우수한 전기전도도 및 열전도도, 높은 비표면적 및 높은 길이/직경 비의 특성을 지닌다. 다중벽 탄소나노튜브는 반데르발스 힘(van der Waals force)에 의한 튜브 간 응집력이 두드러져 번들 형태로 존재한다. 응용을 위해서는 이러한 번들을 해체하는 추가적인 화학 처리가 필수적이다. 이에 본 발명에서는 다중벽 탄소나노튜브, 과산화수소(H2O2)를 100mg/100㎖ 농도의 혼합물로 조성한 후 72시간 동안 60℃에서 환류(reflux; 還流) 처리하여 다중벽 탄소나노튜브 표면과 말단에 수산기(hydroxyl group; ―OH)를 지배적으로 생성시켜 사용하였다.Carbon nanotubes use multi-walled carbon nanotubes, and CMP-310 series purchased from Hanwha Nanotech Corp. was used. The multi-walled carbon nanotubes used in the present invention have a diameter of 6 to 9 nm, and have excellent field emission characteristics, excellent electrical and thermal conductivity, high specific surface area, and high length / diameter ratio. Multi-walled carbon nanotubes exist in the form of bundles due to the prominent cohesion between tubes due to van der Waals forces. For the application, additional chemical processing to dismantle these bundles is essential. Therefore, in the present invention, the multi-walled carbon nanotubes and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) were formed into a mixture of 100mg / 100ml concentration, and then refluxed at 60 ° C. for 72 hours to surface and terminate the multi-walled carbon nanotubes. A hydroxyl group (OH) was predominantly produced.

실리콘 카바이드는 평균 입도 20∼30㎚를 갖는 분말을 이용한다. 실리콘 카바이드 분말은 아메리칸 엘리먼트(American elements)로부터 공급받은 그대로 사용하였다.Silicon carbide uses a powder having an average particle size of 20 to 30 nm. Silicon carbide powder was used as received from American elements.

용매는 폴리이미드, 그래핀, 다중벽 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드 분말을 용해시킬 수 있는 물질을 이용한다. 용매로서 예를 들어 메타-크레졸(m-Cresol)을 이용할 수 있다.The solvent is a material capable of dissolving polyimide, graphene, multi-walled carbon nanotubes and silicon carbide powder. As a solvent, for example, meta-cresol may be used.

이렇게 준비된 그래핀, 다중벽 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드 분말과 폴리이미드를 메타-크레졸(m-Cresol) 용매 상에 용해 또는 분산시켜 복합 용액을 제조한다. 예를 들어, 그래핀과 다중벽 탄소나노튜브, 실리콘 카바이드를 일정량의 메타-크레졸 내에 투입 후 1시간 가량 초음파 처리하고, 이후에 폴리이미드와 나머지 메타-크레졸을 투입한 후 기계적 스터링을 하루 정도 실시하게 된다. 즉, 복합 용액은 분산과 용해를 위해 초음파 처리 및 스터링을 실행한다. 용매 대비 고체 성분(그래핀, 다중벽 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드 분말)은 5wt% 내지 15 wt%로 사용될 수 있다. 즉, 용매 대비 고체 성분의 비율은 복합 용액의 도포 방식에 따라 결정할 수 있는데, 스프레이 코팅을 이용하는 경우 고체 성분의 함량이 낮은 저점도의 복합 용액을 이용할 수 있고, 캐스팅의 경우 고체 성분의 함량이 높은 고점도의 복합 용액을 이용할 수 있다. 여기서, 고체 성분의 함량이 5wt% 미만으로 지나치게 낮을 경우 코팅 이후에 수행되는 건조 공정, 즉 용매를 제거하는 공정에 소요되는 시간이 길어지고 불균일 건조의 확률이 높아지게 되어 공정 효율이 저하되는 문제가 있다. 또한, 스프레이 코팅을 이용하고 고체 성분의 함량이 15wt%를 초과하는 경우 점도가 증가하여 코팅을 위한 노즐의 막힘 현상이 발생하여 막질이 불균일해질 수 있다. 또한, 폴리이미드에 대한 그래핀, 다중벽 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드 분말의 비는 10:1 내지 8:1의 비율로 혼합하며, 용매 상에 교반 및 초음파 처리로 균일하게 분산한다.Thus prepared graphene, multi-walled carbon nanotubes and silicon carbide powder and polyimide are dissolved or dispersed on a m-Cresol solvent to prepare a composite solution. For example, graphene, multi-walled carbon nanotubes, and silicon carbide were injected into a certain amount of meta-cresol and sonicated for about 1 hour, after which polyimide and the remaining meta-cresol were added, followed by mechanical sterling for about one day. Done. That is, the composite solution is subjected to sonication and stirring for dispersion and dissolution. Solid components (graphene, multi-walled carbon nanotubes and silicon carbide powder) relative to the solvent may be used in 5wt% to 15wt%. That is, the ratio of the solid component to the solvent may be determined according to the application method of the composite solution. In the case of spray coating, a low viscosity composite solution having a low content of the solid component may be used, and in the case of casting, a high content of the solid component may be used. High viscosity complex solutions can be used. In this case, when the content of the solid component is too low, less than 5wt%, the drying process performed after coating, that is, the time required for removing the solvent becomes long, and the probability of non-uniform drying increases, resulting in a decrease in process efficiency. . In addition, when the spray coating is used and the content of the solid component exceeds 15wt%, the viscosity may increase, causing clogging of the nozzle for coating, resulting in uneven film quality. In addition, the ratio of graphene, multi-walled carbon nanotubes and silicon carbide powder to polyimide is mixed in a ratio of 10: 1 to 8: 1, and uniformly dispersed by stirring and sonication on a solvent.

또한, 복합 용액을 도포한 후 예를 들어 상온∼60℃의 온도에서 24시간 정도 건조한다.
Moreover, after apply | coating a composite solution, it dries about 24 hours at the temperature of normal temperature-60 degreeC, for example.

실험 예Experimental Example

메타-크레졸 용매에 폴리이미드, 그래핀, 다중벽 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드 분말을 용해시켰다. 이때, 실리콘 카바이드의 함량에 따른 특성을 조사하기 위해 실리콘 카바이드가 혼합되지 않은 실험예 1과 실리콘 카바이드의 함량이 다른 실험예 2 내지 4를 각각 준비하였다. 이러한 실험예들의 성분 비율은 하기 표와 같으며 이들을 메타-크레졸 용매 상에 교반 및 초음파 처리로 균일하게 분산하였다. Polyimide, graphene, multi-walled carbon nanotubes and silicon carbide powder were dissolved in a meta-cresol solvent. In this case, in order to investigate the characteristics according to the content of silicon carbide, Experimental Example 1, in which silicon carbide was not mixed, and Experimental Examples 2 to 4 in which the content of silicon carbide was different, were prepared, respectively. The component ratios of these experimental examples are shown in the following table, and they were uniformly dispersed by stirring and sonication on the meta-cresol solvent.

폴리이미드
(mg)
Polyimide
(mg)
그래핀 & 다중벽 탄소나노튜브: SiCGraphene & Multiwalled Carbon Nanotubes: SiC 그래핀
(mg)
Graphene
(mg)
다중벽 탄소나노튜브
(mg)
Multi-walled Carbon Nanotubes
(mg)
SiC(mg)SiC (mg) 그래핀+다중벽탄소나노튜브+SiCGraphene + Multi-walled Carbon Nanotubes + SiC
실험예 1Experimental Example 1
600


600

10:010: 0 4040 26.726.7 --

≒66.7


6.766.7
실험예 2Experimental Example 2 9:19: 1 3636 2424 6.76.7 실험예 3Experimental Example 3 8:28: 2 31.831.8 21.221.2 1313 실험예 4Experimental Example 4 7:37: 3 28.328.3 18.818.8 2020

즉, 폴리이미드 600mg에 그래핀, 다중벽 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드를 소정 비율로 첨가한다. 그래핀 및 다중벽 탄소나노튜브 대 실리콘 카바이드가 실험예 1은 10:0, 실험예 2는 9:1, 실험예 3은 8:2, 실험예 4는 7:3의 비율로 마련한다. 이때, 실험예 1은 그래핀 40mg과 다중벽 탄소나노튜브 26.7mg을 혼합하고, 실험예 2는 그래핀 36mg, 다중벽 탄소나노튜브 24mg, 실리콘 카바이드 6.7mg을 혼합하여 마련한다. 또한, 실험예 3은는 그래핀 31.8mg, 다중벽 탄소나노튜브 21.2mg, 실리콘 카바이드 13mg을 혼합하여 마련하고, 실험예 4는 그래핀 28.3mg, 다중벽 탄소나노튜브 18.8mg, 실리콘 카바이드 20mg을 혼합하여 마련한다.That is, graphene, multi-walled carbon nanotubes, and silicon carbide are added to 600 mg of polyimide in a predetermined ratio. Graphene and multi-walled carbon nanotubes to silicon carbide are prepared in a ratio of 10: 0 for Experimental Example 1, 9: 1 for Experimental Example 2, 8: 2 for Experimental Example 3, and 7: 3 for Experimental Example 4. In this case, Experimental Example 1 is prepared by mixing 40 mg of graphene and 26.7 mg of multi-walled carbon nanotubes, and Experimental Example 2 are prepared by mixing 36 mg of graphene, 24 mg of multi-walled carbon nanotubes, and 6.7 mg of silicon carbide. In addition, Experimental Example 3 was prepared by mixing graphene 31.8mg, multi-walled carbon nanotubes 21.2mg, silicon carbide 13mg, Experimental Example 4 mixed graphene 28.3mg, multi-walled carbon nanotubes 18.8mg, silicon carbide 20mg To prepare.

상기 조성의 복합 용액은 분산과 용해를 위해 각각 3시간의 소니케이션과 24시간의 스터링을 실행 후 사용하였다. 또한, 필름 제조 시 필름의 두께를 균일하게 조절하기 위해 상부 및 하부 글래스 사이에 스페이서를 위치시키고, 복합 용액을 주입하였다. 건조는 상온∼60℃의 온도 범위가 적당하며, 보다 높은 온도에서는 파괴가 일어나므로 주의한다. 24시간의 건조에 따른 부피 감소로 최종 샘플은 200㎛의 두께를 갖는다.
The composite solution of the composition was used after 3 hours of sonication and 24 hours of sterling, respectively, for dispersion and dissolution. In addition, the spacer was placed between the upper and lower glass in order to uniformly control the thickness of the film during film production, and the composite solution was injected. Drying is suitably in the temperature range of room temperature to 60 ° C, and breakage occurs at higher temperatures. The final sample has a thickness of 200 μm with a volume reduction following 24 hours of drying.

실험결과Experiment result

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 재료의 실리콘 카바이드 함량에 따른 면저항을 나타낸 그래프로서, 25℃의 대기중에서 실험예 1 내지 4의 면저항을 측정한 결과이다. 도시된 바와 같이 그래핀과 다중벽 탄소나노튜브 : 실리콘 카바이드가 10:0으로 실험예 1로부터 9:1의 실험예 2, 8:2의 실험예 3 및 7:3의 실험예 4로 갈수록 면저항이 선형적으로 증가한다. 즉, 실험예 1, 2, 3 및 4는 각각 6.42E+03, 1.52E+04, 2.43E+04 및 3.03E+04Ω/□의 면저항을 각각 나타낸다. 이에 비해, 실리콘 카바이드만을 함유하는 필름의 면저항은 107Ω/□ 이상이다. 따라서, 본 발명에 따른 복합 재료의 필름은 면저항이 실리콘 카바이드만을 함유하는 필름의 면저항보다 낮지만, 실리콘 카바이드의 함량이 증가할수록 면저항이 증가한다.Figure 2 is a graph showing the sheet resistance according to the silicon carbide content of the composite material according to an embodiment of the present invention, it is the result of measuring the sheet resistance of Experimental Examples 1 to 4 in the air at 25 ℃. As shown, graphene and multi-walled carbon nanotubes: silicon carbide has a sheet resistance of 10: 0 from Experimental Example 1 to Experimental Example 2 of 9: 1, Experimental Example 3 of 8: 2, and Experimental Example 4 of 7: 3. This increases linearly. That is, Experimental Example 1, 2, 3, and 4 show the sheet resistance of 6.42E + 03, 1.52E + 04, 2.43E + 04, and 3.03E + 04kV / square, respectively. In comparison, the sheet resistance of the film containing only silicon carbide is 10 7 GPa / s or more. Accordingly, the film of the composite material according to the present invention has a sheet resistance lower than that of the film containing only silicon carbide, but the sheet resistance increases as the content of silicon carbide increases.

도 3은 제조된 복합 재료의 전자 현미경(SEM) 사진으로서, 도 3(a)는 파단면의 사진이고, 도 3(b)는 제 1 비율로 확대한 사진이며, 도 3(c)는 제 1 비율보다 확대한 제 2 비율로 확대한 사진이다. 판상의 구조를 갖는 그래핀은 폴리이미드 매트릭스 내에서 분별하기 어렵지만, 1차원 구조의 탄소나노튜브와 알갱이 형상의 실리콘 카바이드는 쉽게 관찰된다. 이미지로부터 보여지는 공극은 낮은 건조 온도에서 감소될 수 있다.3 is an electron micrograph (SEM) of the manufactured composite material, Figure 3 (a) is a photograph of the fracture surface, Figure 3 (b) is an enlarged photograph at a first ratio, Figure 3 (c) is It is a photograph enlarged by the 2nd ratio enlarged than 1 ratio. Graphene having a plate-like structure is difficult to discern in a polyimide matrix, but carbon nanotubes having a one-dimensional structure and granular silicon carbide are easily observed. The voids seen from the image can be reduced at low drying temperatures.

도 4는 실리콘 카바이드 함량에 따른 복합 재료의 열전도도를 나타낸 것이다. 실리콘 카바이드가 함유되지 않은 경우가 열전도도가 가장 작고, 실리콘 카바이드의 함유량이 증가할수록 열전도도는 점진적으로 향상되었다. 게다가 50℃에서의 열전도도는 25℃에서 열전도도 보다 높았다. 이처럼 높은 열전도도를 가지는 복합 재료는 열 방출 재료의 충전제로서 활용될 수 있다.Figure 4 shows the thermal conductivity of the composite material according to the silicon carbide content. In the case where silicon carbide is not contained, the thermal conductivity is the smallest, and as the content of silicon carbide increases, the thermal conductivity gradually improves. In addition, the thermal conductivity at 50 ° C. was higher than that at 25 ° C. Such high thermal conductivity composite materials can be utilized as fillers for heat dissipating materials.

상기한 바와 같이 복합 재료는 실리콘 카바이드의 함량이 증가할수록 면저항은 증가하고 열 전도율도 증가한다. 즉, 실리콘 카바이드의 함량에 따라 전기전도 특성은 저하되고 열 전도 특성은 향상된다.
As described above, as the content of silicon carbide increases, sheet resistance increases and thermal conductivity also increases. That is, according to the content of silicon carbide, the electrical conductivity is lowered and the thermal conductivity is improved.

본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not for the purpose of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (7)

복수의 성분을 함유하는 복합 재료로서,
폴리이미드, 그래핀, 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드를 포함하는 복합 재료.
As a composite material containing a plurality of components,
Composite materials comprising polyimide, graphene, carbon nanotubes and silicon carbide.
제 1 항에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 다중벽 탄소나노튜브인 복합 재료.
The composite material of claim 1, wherein the carbon nanotubes are multi-walled carbon nanotubes.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리이미드에 대한 상기 그래핀, 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드의 비율은 10:1 내지 8:1인 복합 재료.
The composite material of claim 1, wherein a ratio of the graphene, carbon nanotubes, and silicon carbide to the polyimide is 10: 1 to 8: 1.
제 1 항에 있어서, 상기 그래핀과 탄소나노튜브에 대한 상기 실리콘 카바이드의 비율은 9:1 내지 7:3인 복합 재료.
The composite material of claim 1, wherein the ratio of silicon carbide to graphene and carbon nanotubes is from 9: 1 to 7: 3.
제 4 항에 있어서, 상기 실리콘 카바이드의 함량에 따라 면저항 및 열 전도율이 조절되는 복합 재료.The composite material of claim 4, wherein sheet resistance and thermal conductivity are controlled according to the content of the silicon carbide. 제 5 항에 있어서, 상기 실리콘 카바이드의 함량이 증가할수록 상기 면저항 및 상기 열 전도율이 증가하는 복합 재료.
The composite material of claim 5, wherein the sheet resistance and the thermal conductivity increase as the content of the silicon carbide increases.
복합 재료의 제조 방법으로서,
폴리이미드, 그래핀, 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드 원료를 준비하는 과정;
용매를 준비하는 과정;
상기 용매에 상기 폴리이미드, 그래핀, 탄소나노튜브 및 실리콘 카바이드 원료를 용해시켜 혼합 용액을 제조하는 과정; 및
상기 혼합 용액으로부터 상기 용매를 제거하여 복합 재료를 제조하는 과정을 포함하는 복합 재료의 제조 방법.
As a method for producing a composite material,
Preparing a polyimide, graphene, carbon nanotube and silicon carbide raw material;
Preparing a solvent;
Preparing a mixed solution by dissolving the polyimide, graphene, carbon nanotube and silicon carbide raw material in the solvent; And
Removing the solvent from the mixed solution to produce a composite material.
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