KR20140010105A - 무기 섬유 또는 나노섬유의 사용을 기본으로 하는, 분말 사출 성형에 의한 세라믹 또는 금속 부품의 제조방법 - Google Patents

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꼼미사리아 아 레네르지 아또미끄 에 오 에네르지 알떼르나띠브스
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Abstract

본 발명은 먼저 다음 성분을 포함하는 PIM용 원료에 관한 것이다:
- 금속 또는 세라믹 분말;
- 중합체 바인더;
- 분말이 금속일 때 섬유 또는 나노섬유가 금속이고, 그리고 분말이 세라믹일 때 섬유 또는 나노섬유가 세라믹인 금속 또는 세라믹 섬유 또는 나노섬유.
본 발명은 또한 이러한 원료의 제조방법뿐만 아니라 상기 원료를 사용하는 분말 사출 성형(PIM)에 의해 부품을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

무기 섬유 또는 나노섬유의 사용을 기본으로 하는, 분말 사출 성형에 의한 세라믹 또는 금속 부품의 제조방법 {Method for producing ceramic or metal components by means of powder injection moulding, based on the use of inorganic fibres or nanofibres}
본 발명은 짧거나 긴 무기 섬유 또는 나노섬유를 함유하는 소위 "하이브리드 원료"를 사용하여, 분말 사출 성형 또는 PIM 기술에 의해 부품, 특히 부피가 큰 부품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 상기 무기 섬유 또는 나노섬유는 탄소, 금속 또는 세라믹으로 이루어질 수 있다. 그들은 PIM 공정이 진행되는 도중에 첨가되고, 합금을 형성하는 분해(dissociation)에 의해(부품과 상이한 물질의 섬유인 경우에) 또는 물질 내의 용해(dissolution)(부품과 동일한 물질의 섬유인 경우에)에 의해 공정 말기에 제거된다.
본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 부품(components)은 모든 제조 단계에서 다음과 같이 탁월한 성질을 제공한다:
- 사출된 부품은 개선된 기계적 거동을 가지며;
- 분리된(debound) 부품은 개선된 기계적 거동을 가지며;
- 소결된 부품은 매우 우수한(unequaled) 기능적 특성, 특히 개선된 기계적 성질, 밀도 및 열전도성을 갖는다.
자동차, 항공 및 의료기 분야와 같은 수많은 공업 분야의 플라스틱 엔지니어링(중합체 제조 공업)에서 첨가제로서 섬유나 나노섬유를 사용하는 것은 공지되어 있다. 중합체 매트릭스에 매립된 섬유로 이루어진 그러한 물질들은 중합체-매트릭스 복합물이라 불리운다.
이러한 물질들은 섬유 첨가로 인해 일반적으로 다음과 같은 성질을 갖게 된다:
- 강화된 기계적 성질;
- 충격 흡수;
- 고 탄성율;
- 내화성.
이를 위해 일반적으로 첨가된 섬유는 유리 폴리아라미드(Kevlar®), 탄소 또는 아라미드 섬유이다.
또한, PIM 공정은 현재 소형 금속 또는 세라믹 부품을 제조하는 데 이용된다. 일반적으로, 그것은 복제 공정(replication process)이기 때문에, 부품은 소형(수 cm3의 부피)이고 복잡한 형상을 갖는다.
실제적으로, 분말 사출 성형법(powder injection molding, PIM)은 이 기술에서 최근 불가피하게 나타나는 수많은 단점을 갖는 방법이다. 이 성형법은 다음과 같이 빈발하는 결함을 갖는다:
- 문헌 "신규 분말 사출 성형 기술에 의해 제조된 티탄 부품의 미세구조 및 기계적 성질" ("Microstructure and mechanical properties of titanium components fabricated by a new powder injection molding technique")[Eric Nyberg, Megan Miller, Kevin Simmons and K. Scott Weila, Materials Science and Engineering C 25 (2005) 336-342]에 기술된 바와 같이, 부품은 소결 후에 밀도가 낮으며(약 1 내지 10%의 낮은 잔류 기공도), 이는 낮은 열전도성, 낮은 기계적 성질, 낮은 내수성과 같이 기능적 특성을 저하시키게 된다.
- 부품은, 그린(green) 상태일 때, 즉 사출 직후 및 분리될 때 취성이 매우 높다.
PIM 부품의 취성은 빈발하는 문제이며, EP 1972419와 같은 많은 공개 문헌의 주제가 되었다. 그러나 이들 문제는 현재까지 실제적인 기술 해결되지 못하였다.
이러한 기술 분야에서, 금속 매트릭스 복합물(MMC)을 제조하기 위해 원료에 섬유나 나노섬유를 사용하는 것은 종래에 언급되었다. 섬유는 MMC에서 그러한 바와 같이, 최종 제품의 강도를 강화하기 위해서만 사용된다. 그러므로, 모든 경우에, 섬유는 중간 단계, 특히 분리하는 단계에서는 이점이 없고, 매트릭스에 매립된 섬유로 이루어진 최종 부품에 특수한 성질, 일반적으로 기계적 성질을 제공하기 위해서만 사용된다.
MIM (Metal Injection Molding, 금속 사출 성형) 기술과 관련한 종래 기술은 다음과 같은 문헌에 매우 충분하게 기술되어 있다: Hezhou Ye, Xing Yang Liu, Hanpring Hong, Journal of Materials processing Technology 200 (2008) 12-24.
그러므로, PIM 기술과 관련하여 공정의 상이한 단계 및 특히 분리 단계에서 상술한 문제점을 피할 수 있는 새로운 기술적 해결방법을 개발할 필요가 분명히 있다.
본 발명은 원료의 첨가제로서 섬유나 나노섬유의 사용을 기본으로 한 신규한 원료를 제공한다.
섬유나 나노섬유를 사용하면 다음과 같은 기술적 장점을 갖게 된다:
- 제조 공정 진행 도중: 그린 부품(사출 직후) 및 분리된 부품의 기계적 거동이 크게 개선된다;
- 제조될 수 있는 제품에서: 큰 부품을 제조할 수 있으며, 100-cm3 부피를 초과할 수 있다. 또한, 제조된 제품은 탁월한 물리적 성질(열전도성, 전기적 성질, 기계적 성질 등)을 갖는다.
본 발명의 특징으로서 종래 기술과는 달리, 원료에 혼입된 섬유는 최종 제품에 이러한 형태로 존재하지 않는다. 그러므로 섬유는 복합 물질을 형성하기 위한 목적으로 첨가되지 않는다.
이와는 달리, 본 발명에서는, 섬유는 PIM 공정을 개선하도록 일시적인(ephemeral) 기능을 제공하기 위해서만 원료에 혼입된다. 그러므로, 이러한 섬유는 소결 과정에서 확산(diffusion)에 의해 최종 제품으로부터 사라진다.
그러나, 섬유를 형성하는 물질은 남아있게 되고, 최종 부품에 혼입된다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 다음 성분을 포함하고, PIM 사출 성형 기술에서 사용되는 원료에 관한 것이다:
- 적어도 하나의 무기 분말, 유리하게는 금속 또는 세라믹 분말;
- 중합체 바인더;
- 무기 섬유 또는 나노섬유, 유리하게는 세라믹 또는 금속 섬유.
그러므로 공지된 바와 같이, 원료는 적어도 하나의 무기 분말과 중합체 바인더를 포함한다.
본 발명에 따른 무기 분말은 단일 물질, 수 종류의 물질 또는 분말 혼합물로 이루어진 분말이어도 좋다. 유리한 것은 금속 또는 세라믹 분말이다. 예를 들면, 알루미나, 철(Fe) 또는 니켈(Ni)의 분말이어도 좋다. 최종 부품이 Fe-Ni 합금으로 이루어진 경우에, Fe 및 Ni 분말의 혼합물 또는 이미 이러한 합금으로 된 단일 분말을 사용할 수 있다.
분말이 일반적으로 미크론 크기를 가질지라도, 나노미터 크기의 분말(들)을 사용하는 것도 고려할 수 있다.
분말은 계면활성제, 이를테면 스테아르산으로 처리될 수 있음을 주목하여야 한다. 이러한 처리로 인해 중합체 바인더 내에 필요한 계면활성제 함량을 낮추거나 계면활성제를 사용하지 않을 수 있다.
통상적으로, 본 발명에 따른 원료는 또한 분리 단계의 진행 도중에 제거되는 중합체 바인더를 포함한다. 유리하게는 본 발명의 원료는 가소제, 윤활제, 및/또는 계면활성제로서 거동하는 1 또는 수개의 첨가 중합체를 포함한다. 분리 단계 도중에 단계별로 제거되는 중합체의 혼합물이 유리하다. 예를 들면, 유동화제(사출 촉진제)로서 거동하는 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및 가소제로서 거동하는 폴리에틸렌 (PE)의 혼합물이어도 좋다. 폴리에틸렌은 PEG의 약 20 부피%, 또는 심지어는 그 미만인 것이 유리하다. 이하의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 가소제 함량을 낮출 수 있는 것은 원료 중의 섬유나 나노섬유의 존재로 인해 가능하다.
중합체 바인더로서 PEG + PE 혼합물의 특수한 경우에, PEG는 먼저 물의 존재 하에 실시되는 화학적 분리에 의해 또는 초임계 유체(supercritical fluid), 이를테면 CO2를 이용하는 분리에 의해 제거되어 PEG를 용해하게 된다. 그 다음, PE는 원료에 존재하는 무기 섬유에 악영향을 미치지 않는 온도에서 가열 분리에 의해 제거될 수 있다. 이러한 가열 분리는 통상 세라믹 분말의 경우에 공기 중에서 그리고 금속 분말의 경우에는 천연 가스 중에서 약 400℃에서 실시되는 데, 금속 분말은 이 온도의 공기 중에서 산화될 수 있다.
또한, PE와 관련하여 선택적으로 분리할 수 있도록 하기 위해서, PEG는 낮은 분자량과 짧은 사슬(통상 1,500 g.mol-1 미만)을 갖는 것이 바람직하다. 초임계 유체, 예를 들면 초임계 CO2에 의해 분리하는 동안 PEG가 제거됨과 동시에 PE는 유지되고 열적 전처리 단계 동안 분리된다.
통상적으로 본 발명에서는, 원료가 유리하게는 미크론 크기의 직경을 갖는 섬유 또는 나노미터 크기의 직경을 갖는 나노섬유를 추가로 포함한다. 이들은 10 미크론 내지 10 mm의 크기를 갖는 짧거나 긴 섬유이어도 좋다.
섬유 또는 나노섬유는 계면활성제, 이를테면 스테아르산에 의해 처리될 수도 있다는 것을 주목하여야 한다. 이는 중합체 바인더에 필요한 계면활성제의 함량을 낮출 수 있다.
상술한 바와 같이, 이러한 섬유나 나노섬유는 무기물이다. 그들은 세라믹 또는 금속으로 된 것이 유리하다.
원료에 존재하는 무기 분말과 관련하여 섬유나 나노섬유의 상이한(relative) 성질에 대해서 몇 가지의 가설이 있다.
유리하게는, 1 또는 그 이상의 금속 분말인 경우에 섬유 또는 나노섬유는 금속성이고, 그리고 1 또는 그 이상의 세라믹 분말인 경우에 섬유 또는 나노섬유는 세라믹으로 이루어진다.
더욱 유리하게는, 섬유나 나노섬유는 적어도 무기 분말의 조성물에 포함되는 물질에 의해 형성된다.
본 발명의 제1 실시양태에 따라서, 분말과 섬유 또는 나노섬유는 동일한 물질에 의해 형성된다. 이는 특히 세라믹 분말과 관련되며, 이 경우에 섬유 또는 나노섬유는 분말과 동일한 세라믹으로 이루어지는 것이 바람직하다.
예를 들면, 세라믹은 알루미나이다. 이와 같이 특수한 경우에, 섬유는 1 내지 10 미크론의 직경과 1 내지 10 mm의 길이를 갖는 것이 유리하다.
그러므로, 이 경우에, 섬유는 그린 부품(사출 후) 및 브라운 부품(분리 후)을 강화시키고 그리고 무엇보다도 최종 부품에 대해 큰 밀도를 제공하는 기능을 갖는다. 마찬가지로, 압출/사출 단계 도중에 형성된 섬유 배열은 1 또는 2의 바람직한 방향을 따라 비등방성(anistropy)을 촉진할 수 있다.
변형된 형태로서, 원료는 분말들의 혼합물을 포함하며, 무기 섬유나 나노섬유는 혼합물의 분말들 중 하나를 형성하는 것과 동일한 물질로 형성된다.
이러한 경우는 특히 완전 금속 분말(천연 물질의 혼합물 또는 금속 합금으로 이루어질 수 있는 이들 금속의 산화물을 함유하지 않음)인 경우에 그러하다. 섬유 또는 나노섬유는 분말 성분들 중 적어도 하나와 동일한 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
일 예로서, 금속 분말은 분말들(Ni + Fe)의 혼합물 또는 금속들(Fe-Ni)의 합금으로 이루어질 수 있다. 섬유는 금속 혼합물 중 한 금속 또는 합금 중 한 금속, 즉 Ni 또는 Fe에 의해 유리하게 형성된다.
이 경우에, 초기 분말 혼합물과 관련하여 최종 제품의 상대적 조성은, 섬유 나 나노섬유를 형성하는 물질이 풍부하기 때문에 변경된다.
이러한 맥락에서, 중합체 섬유에 의해 제공된 기능 외에(즉, 그린 부품 및 브라운 부품의 기계적 거동을 개선하기 위해서), 무기 섬유는 소위 "야금학적" 공급원(resovoir)으로서 거동한다. 섬유는 소망하는 합금을 형성하는데 필요한 화학 원소의 공급원으로서 사용될 수 있다. 그러므로, 일 예로서 WCu 부품을 제조하기 위해 원료의 배합물에 구리 섬유를 혼입함으로써, 섬유는 소결 단계 진행 과정에서 확산하며 그 결과 단일 분말로 이루어진 합금을 도포할 수 있는 구리 공급원을 제공한다.
본 발명의 또 다른 요지는 다음 단계를 포함하는, 상술한 바와 같은 원료를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다:
- 바인더를 형성하는 중합체를 혼입 및 혼합함으로써 중합체 바인더를 제조하는 단계;
- 무기 섬유 또는 나노섬유를 혼입하는 단계;
- 무기 분말(들)을 혼입하는 단계.
마지막 2 단계들은 뒤바뀔 수 있다. 즉 무기 분말(들)은 무기 섬유 또는 나노섬유가 혼입되기 전에 먼저 혼입될 수 있다.
중합체 바인더의 제조는 니더(kneader)에서 가열 하에 실시되는 것이 유리하다. 분말 및 섬유의 혼입은 또한 균질의 혼합물을 제공하기 위해서 니더에서 실시되는 것이 바람직하다.
분말과 섬유 또는 나노섬유는, 종래 기술보다 많은 함량으로서 원료 총 부피의 50% 내지 80%에 달할 수 있는 소망의 충전제 값(충전제 함량, 부피 기준)에 도달할 때까지 적절한 양으로 첨가된다.
분말과 섬유 또는 나노섬유의 비율은 특히 조성물 및 최종 제품에 대해 소망하는 성질에 따라 특별히 조절된다.
본 발명의 또 다른 요지는 또한 다음 단계들을 포함하는, 분말 사출 성형(PIM) 기술에 의해 부품을 제조하는 방법을 제공하는 것이다:
- 상술한 바와 같은 원료를 제조하는 단계;
- 원료를 주형에 주입하는 단계;
- 유리하게는, 화학적으로, 열적으로, 및/또는 초임계 CO2와 같은 초임계 유체 수단에 의해 분리하는 단계;
- 섬유 또는 나노섬유의 구조를 파괴할 수 있는 조건에서 소결하는 단계.
원료는 상술한 바와 같이 유리하게 제조된다.
바람직한 실시양태에 따라서, 상기와 같이 제조된 원료는 냉각된 후 과립화기에 의해 유리하게 과립화된다. 이것은 사출을 위한 원료로서 사용된다. 적절한 주형 내부로의 주입은 종래 방식대로 유리하게는 가압 하에 이루어진다. 통상적으로, 과립은 주입 스크루에서 가열된 다음, 매트릭스에 주입된다.
유리하게는, 이미 언급한 바와 같이, 섬유 또는 나노섬유는 주입 단계의 진행 동안 일정 방향으로 제공된다. 그러므로, 섬유 배열은 약간의 비등방성(낮음, 그러나 잔류 기공도의 경우에 가능함)을 제공할 수 있으며, 이는 최종 제품에 유리할 수 있다(예를 들면 높은 열전도도).
종래에는, 분리 단계는 중합체 바인더를 제거하기 위한 것이었다. 화학적 분리 또는 열적 분리, 일반적으로는 연속적으로 이루어지는 이들 2 기술의 조합이 유리하다. 유리하게는, 분리 조건은 존재하는 섬유 또는 나노섬유를 저해하지 않는다.
상술한 바와 같이, PEG + PE로 이루어진 중합체 바인더의 특수한 경우에, PEG는 먼저 물의 존재 하에서 실시된 화학적 분리 수단에 의해 제거되고, 그 결과 PEG를 용해시킬 수 있다.
화학적 분리의 대체 수단으로서, 초임계 유체, 유리하게는 초임계 CO2에 의한 분리가 실시될 수 있다. 그 다음, PE는 원료에 존재하는 무기 섬유에 악영향을 미치지 않는 온도에서 열적 분리에 의해 제거될 수 있다.
그 다음 단계는 소결 단계인데, 이 단계 동안 섬유 또는 나노섬유의 구조는 사라진다. 그러므로, 소결은 소결시킬 물질, 일 예로서 섬유나 나노섬유를 형성하는 물질의 0.7 x Tf (Tf: 융점) 정도의 온도에서 실시되는 것이 유리하다. 소결 단계는 통상 적어도 1 시간 동안 지속된다.
중요한 사항으로서 매우 얇은 섬유 또는 나노섬유를 사용하면 확산 거리를 제한하고 그에 따라 섬유가 완전 "소비"되는 것을 확인할 수 있기 때문에 상기와 같은 섬유나 나노섬유를 사용하는 것이 바람직하다는 것을 주목하여야 한다. 이와 같은 완전한 소비로 인해 섬유는 소결 후에 완전히 사라진다.
본 발명에 따른 방법은 특히 다음과 같은 독특한 성질을 갖는 부품을 제공한다:
- 유리하게는, 100 cm3보다 크거나 심지어는 1 리터보다 큰 부피를 갖는 큰 크기;
- 적절한 조성;
- 개선된 밀도;
- 개선된 열 전도도;
- 개선된 기계적 성질;
- 비등방성 성질.
본 발명의 장점은 다음 실시예로부터 더욱 분명히 이해될 것이다.
도 1은 스테아르산 ALK15 (ZIRCAR)에 의해 계면활성화된 알루미나 섬유의 주사 전자현미경 사진이다.
이하, 첨부 도면을 참고로 실시예를 통해 본 발명을 설명하지만 이 실시예가 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
실시예 1: 강한 충전제 성분의 원료를 형성함으로써 순수 알루미나로 이루어진 부품의 제조
1-1. 폴리에틸렌 글리콜 ( PEG ) + 폴리에틸렌 ( PE ) + 알루미나 섬유 + 알루미나를 기본으로 한 부품의 제조:
PEG 및 PE 중합체 과립을 니더에서 가열 및 혼합한다. 가소제로서 사용되는 PE의 부피비는 PEG의 20% 정도이다. 이러한 PE의 양은, 그 기능 중 일부가 알루미나 섬유에 의해 발휘되기 때문에 매우 낮다.
미크론 크기의 계면활성화된 알루미나 분말은 원료의 총 부피 중 충전제의 함량이 40 부피%에 도달되도록 니더에 점증적으로 혼입된다.
그 다음, 스테아르산(AS)에 의해 계면활성화된 알루미나 섬유 자체는, 총 충전량이 55%(원료의 총 부피 중)에 도달할 때까지 분말에 대한 보충제로서 혼입된다. 알루미나 섬유는 직경 1 내지 10 미크론(㎛) 및 길이 1 내지 10 mm를 갖는다. 본 발명에 따른 방법에 적합한 알루미나 섬유의 예로는 ALK15 섬유(Zircar 사제)가 있고, 그의 주사 전자현미경 사진은 도 1에 도시되어 있다.
이러한 배합물에서, 원료에 존재하는 성분은 다음과 같다(부피 비):
- PEG: 35%
- PE: 7%
- AS: 3%
- 분말 알루미나: 40%
- 섬유 알루미나: 15%
그 다음, 혼합물을 냉각 및 과립화 한다.
1-2. 사출 및 분리:
부품을 종래의 PIM 기술에 따라 종래의 방법으로 사출한다: 과립을 주입 스크루에서 가열한 다음 매트릭스에 주입한다. 그 다음, 부품을 냉각한 후 분리(eject)한다.
분리는 물 중에서 실시한다. 모든 PEG는 물 중에서 분해함으로써 제거된다(80℃에서 교반되는 자동 온도 조절 욕에서 4 시간). 잔류 PE는 섬유 및 분말을 결합할 수 있으며 분리된 부품의 기계적 거동을 확보할 수 있다. PE 이외에, 존재하는 알루미나 섬유는 또한 알루미나 분말의 바인더로서 거동하므로 부품의 완전성(integrity)을 확보할 수 있다.
1-3.소결:
소결 공정은 PE를 완전히 제거할 수 있는 열적 분리(약 400℃에서 2 시간 동안)에 의해 진행된다. 그 다음, 결과물(assembly)은 1,700℃에서 1 시간 동안 소결된다. 섬유 구조는 소결 후에 없어진다.
이 경우에, 존재하는 분말 및 섬유는 동일한 물질, 대표적인 경우에 알루미나로 이루어진다. 그러므로 섬유는 사라지고, 단일 성질을 갖는 물질로 이루어진 부품이 얻어진다.
실시예 2: 다양한 조성을 갖는 Fe - Ni 합금의 제조
본 실시예에서, 최종 부품은 철 및 니켈 분말 (Fe-Ni)의 동일한 공급원을 이용하여 일련의 상이한 합금으로 제조될 수 있다. 일예로서, Fe-36% Ni(Invar로 알려짐)로 이루어진 부품은 Fe-8% Ni 분말로 출발하여 제조된다. Fe-8% Ni 분말은 Fe 92 질량%에 대해 Ni 8 질량%를 함유하는 반면, Fe-36% Ni 부품은 Fe 64 질량%에 대해 Ni 36 질량%를 함유한다.
실제적으로, 최종 부품을 위한 소망의 FeNi 조성을 얻기에 충분하고도 정확한 양으로 미크론 크기의 FeNi 분말, 및 미크론 크기의 Ni 섬유를 원료의 배합물에 혼입한다.
배합물은 다음 성분을 포함한다(질량 기준):
- PEG: 70%;
- PE: 6%;
- Fe8%Ni 분말: 16 %;
- Ni 섬유: 7%;
- AS: 1%.
실시예 1에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 방법을 실시하면, 종래처럼 1,250℃의 소결 온도에서 소결한 후 Fe-Ni 36% 부품을 제조할 수 있다.
이 경우에, 존재하는 (Fe-Ni) 섬유 및 (Ni) 섬유는 동일한 물질로 이루어지지 않는다. 그러므로 섬유는 분해되고, 합금이 얻어지며, 일 예로서 분말을 형성하는 합금은 니켈 함량이 풍부하도록 변경된다.

Claims (15)

  1. 하기 성분을 포함하는 분말 사출 성형용 원료:
    - 금속 또는 세라믹 분말;
    - 중합체 바인더;
    - 분말이 금속일 때 섬유 또는 나노섬유가 금속이고, 그리고 분말이 세라믹일 때 섬유 또는 나노섬유가 세라믹인 금속 또는 세라믹 섬유 또는 나노섬유.
  2. 제 1항에 있어서, 섬유 또는 나노섬유가 분말의 조성물에 포함되는 물질에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분말 사출 성형용 원료.
  3. 제 2항에 있어서, 분말 및 섬유 또는 나노섬유가 동일한 물질, 유리하게는 세라믹, 예를 들면 알루미나에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분말 사출 성형용 원료.
  4. 제 2항에 있어서, 원료가 분말, 유리하게는 금속 분말의 혼합물을 포함하고, 그리고 섬유 또는 나노섬유가 혼합물의 분말들 중 하나를 형성하는 것과 동일한 물질에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분말 사출 성형용 원료.
  5. 제 2항에 있어서, 분말이 유리하게는 금속 합금 물질의 혼합물로 이루어지고, 그리고 섬유 또는 나노섬유가 분말을 형성하는 물질들 중 하나에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분말 사출 성형용 원료.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나에 있어서, 중합체 바인더가 가소제, 윤활제 및/또는 계면활성제로서 거동하는 1 또는 그 이상의 추가 중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말 사출 성형용 원료.
  7. 제 6항에 있어서, 중합체 바인더가 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 및 폴리에틸렌 (PE)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말 사출 성형용 원료.
  8. 다음 단계를 포함하는, 제 1항 내지 제 7항 중 어느 하나에 따른 원료의 제조방법:
    - 바인더를 형성하는 중합체(들)를 유리하게는 니더에서 가열 하에 혼입 및 혼합함으로써 중합체 바인더를 제조하는 단계;
    - 무기 섬유 또는 나노섬유를 혼입하는 단계;
    - 무기 분말(들)을 혼입하는 단계.
  9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 하나에 있어서, 다음 단계를 포함하는 원료의 제조방법:
    - 바인더를 형성하는 중합체(들)를 유리하게는 니더에서 가열 하에 혼입 및 혼합함으로써 중합체 바인더를 제조하는 단계;
    - 무기 분말(들)을 혼입하는 단계;
    - 무기 섬유 또는 나노섬유를 혼입하는 단계.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 분말 및 섬유 또는 나노섬유의 충전제 함량이 50 부피% 내지 80 부피%인 것을 특징으로 하는 원료의 제조방법.
  11. 다음 단계를 포함하는, 분말 사출 성형 기술(PIM)에 의한 부품의 제조방법:
    - 제 1항 내지 제 7항 중 어느 하나에 따른 원료를 제조하는 단계;
    - 원료를 주형에 주입하는 단계;
    - 유리하게는, 화학적으로, 열적으로, 및/또는 초임계 CO2와 같은 초임계 유체의 수단에 의해 분리하는 단계;
    - 섬유 또는 나노섬유의 구조를 파괴할 수 있는 조건에서 소결하는 단계.
  12. 제 11항에 있어서, 소결이 섬유 또는 나노섬유를 형성하는 물질의 융점의 0.7배 정도의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 부품의 제조방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 섬유 또는 나노섬유가 주입 단계의 진행 과정 동안 일 방향으로 제공되는 것을 특징으로 하는 부품의 제조방법.
  14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 하나에 따른 제조방법에 의해 얻어진 부품.
  15. 제 14항에 있어서, 부품이 유리하게는 100 cm3 이상 또는 심지어는 1리터 이상의 큰 부피를 갖는 것을 특징으로 하는 부품.
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