KR20190014269A - Highly-durable graphite tray for heat treatment and method for preparing the same - Google Patents

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노재승
강동수
이상민
백운경
장원표
김우석
최희숙
이현용
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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a high-durability graphite tray for heat treatment. More specifically, the method for manufacturing a high-durability graphite tray for heat treatment of the present invention can provide a high-durability graphite tray excellent in oxidation stability, which can increase economic efficiency of environmental energy and process energy by recovering and reprocessing graphite processing by-products at a low temperature for re-use.

Description

열처리용 고내구성 흑연 트레이 및 이의 제조 방법{Highly-durable graphite tray for heat treatment and method for preparing the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-durability graphite tray for heat treatment and a method for manufacturing the same.

본 발명은 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 흑연 성형체를 탄화시키는 과정에서 상기 흑연 성형체의 파손 또는 크랙을 방지하거나 최소화할 수 있으며, 내구성 및 산화 안정성이 우수한 흑연 트레이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a highly durable graphite tray for heat treatment, and more particularly, to a method for producing a graphite tray which can prevent or minimize breakage or cracking of the graphite compact during carbonization of the graphite compact, And a method for producing the same.

인조흑연은 경량성, 내열성, 전기 및 열전도성, 화학적 안정성, 고강도 등 매우 우수한 성능을 나타내며, 기계적 가공이 용이하기 때문에 반도체, 핵융합 장치의 벽재, 태양전지, 이차전지용 음극재, 전극봉, 열처리용 트레이 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 열처리용 트레이 제조 분야에서 인조흑연을 가공하여 제조한 흑연 트레이는 종래의 금속 트레이보다 열충격성 및 열경화성 등이 우수한 장점이 있다.Artificial graphite exhibits excellent performances such as light weight, heat resistance, electrical and thermal conductivity, chemical stability, and high strength, and can be easily processed by mechanical processing. Therefore, it can be used for semiconductors, wall materials of fusion devices, solar cells, anode materials for secondary batteries, And so on. The graphite tray manufactured by processing artificial graphite in the heat treatment tray manufacturing field has an advantage over the conventional metal tray in thermal shock resistance and thermosetting property.

열처리용 흑연 트레이에 있어서 산화 안정성은 매우 중요한 평가 항목이다. 일반적으로 흑연 트레이는 금속, 세라믹, 반도체 소재를 열처리하는 경우, 상기 소재들의 수용체로 사용된다. 이러한 흑연 트레이가 사용되는 열처리 온도는 약 500℃ 내지 1000℃이다. 특히, 비교적 저온부인 600℃ 부근에서 대기 중 산소 또는 이산화탄소에 의해 흑연 트레이의 산화가 발생하여 상기 흑연 트레이의 내구도를 감소시키는 문제점이 있다. 흑연 트레이의 수명을 연장시키기 위해 상기 흑연 트레이의 내구성 및 산화 안정성을 개선시킬 필요가 있다.Oxidation stability is a very important evaluation item in graphite trays for heat treatment. Generally, graphite trays are used as receptors for the above materials when heat treatment of metals, ceramics, and semiconductor materials. The heat treatment temperature at which such a graphite tray is used is about 500 ° C to 1000 ° C. Particularly, there is a problem that oxidation of the graphite tray occurs due to atmospheric oxygen or carbon dioxide in the vicinity of 600 ° C, which is a relatively low temperature portion, thereby reducing the durability of the graphite tray. There is a need to improve the durability and oxidation stability of the graphite tray to prolong the life of the graphite tray.

대한민국등록특허 제10-1601401호Korean Patent No. 10-1601401

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 흑연 성형체를 탄화시키는 과정에서 상기 흑연 성형체의 파손 또는 크랙을 방지하거나 최소화한 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a highly durable graphite tray for heat treatment in which cracking or cracking of the graphite compact is prevented or minimized in the process of carbonizing the graphite compact to solve the above problems.

또한, 내구성 및 산화 안정성이 우수한 열처리용 고내구성 흑연 트레이를 제공하는데 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a highly durable graphite tray for heat treatment having excellent durability and oxidation stability.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for manufacturing a high-durability graphite tray for heat treatment.

본 발명의 일 실시예에 따른 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조방법은 (1) 흑연 분말과 제1바인더를 포함하는 흑연 혼합조성물을 제조하는 단계; (2) 상기 흑연 혼합조성물을 성형하여 흑연 성형체를 제조하는 단계; (3) 상기 흑연 성형체를 1차 탄화시키는 단계; (4) 1차 탄화된 흑연 성형체의 기공도를 낮추기 위해 상기 1차 탄화된 흑연 성형체를 제2바인더와 유기용매가 1:0.8 내지 1:1.2의 중량비율로 혼합된 함침제에 함침시킨 후 감압 및 가압하는 단계; 및 (5) 함침된 흑연 성형체를 2차 탄화시켜 흑연 트레이를 제조하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a high-endurance graphite tray for heat treatment according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (1) preparing a graphite mixed composition comprising graphite powder and a first binder; (2) molding the graphite mixed composition to produce a graphite molded body; (3) primary carbonizing the graphite molded body; (4) In order to lower the porosity of the primary carbonized graphite molded body, the primary carbonized graphite molded body is impregnated with the impregnant mixed with the second binder and the organic solvent at a weight ratio of 1: 0.8 to 1: 1.2, And pressing; And (5) secondary carbonizing the impregnated graphite molded body to produce a graphite tray.

또한, 상기 흑연 분말은 흑연 가공 부산물일 수 있다.Further, the graphite powder may be a graphite processing by-product.

또한, 상기 흑연 혼합조성물은 상기 흑연 분말과 제1바인더를 1:0.1 내지 1:0.3의 중량비율로 혼합하여 제조될 수 있다.The graphite mixed composition may be prepared by mixing the graphite powder and the first binder at a weight ratio of 1: 0.1 to 1: 0.3.

또한, 상기 (2)단계는 상기 흑연 혼합조성물을 1분 내지 5분 동안 2000bar 내지 4000bar의 압력으로 가압하여 수행될 수 있다.Also, the step (2) may be performed by pressurizing the graphite mixed composition at a pressure of 2000 bar to 4000 bar for 1 minute to 5 minutes.

또한, 상기 (3)단계의 1차 탄화는 900℃ 내지 1100℃의 온도에서 열처리하여 수행될 수 있다.In addition, the primary carbonization in the step (3) may be performed by heat-treating at a temperature of 900 ° C to 1100 ° C.

또한, 상기 (4)단계는 상기 함침제가 담긴 함침기에 상기 1차 탄화된 흑연 성형체를 투입하고, 1×10-3bar 내지 1×10-4bar의 압력으로 감압한 후, 이어서 1.0bar 내지 4.0bar의 압력으로 10분 내지 60분 동안 가압하는 방법으로 적어도 1회 이상 수행될 수 있다.In the step (4), the primary carbonized graphite molding is charged into an impregnation device containing the impregnation agent, the pressure is reduced to 1 × 10 -3 bar to 1 × 10 -4 bar, bar at a pressure of 10 to 60 minutes.

또한, 상기 (5)단계의 2차 탄화는 1500℃ 내지 1900℃의 온도에서 열처리하여 수행될 수 있다.The secondary carbonization in the step (5) may be carried out by heat treatment at a temperature of 1500 ° C to 1900 ° C.

또한, 상기 제1바인더 및 제2바인더는 페놀 수지일 수 있다.In addition, the first binder and the second binder may be phenol resins.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리용 고내구성 흑연 트레이는 수용부를 가지며, 1.6 g/ml 이상의 밀도를 나타낸다.In addition, the highly durable graphite tray for heat treatment according to an embodiment of the present invention has a receiving portion and exhibits a density of 1.6 g / ml or more.

또한, 상기 열처리용 고내구성 흑연 트레이는 공기 분위기, 600℃의 온도에서 1시간 동안 유지하였을 때, 상기 흑연 트레이의 산화에 따른 무게감소율이 1% 이하일 수 있다.Also, when the highly durable graphite tray for heat treatment is maintained at a temperature of 600 ° C. for 1 hour in an air atmosphere, the weight reduction rate due to oxidation of the graphite tray may be 1% or less.

본 발명에 따르면 흑연 성형체를 탄화시키는 과정에서 상기 흑연 성형체의 파손 또는 크랙을 방지하거나 최소화할 수 있으며, 내구성 및 산화 안정성이 우수한 흑연 트레이의 제조 방법을 제공함으로써 흑연 트레이의 수명을 연장시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to prolong the lifetime of the graphite tray by providing a method of manufacturing a graphite tray which can prevent or minimize cracking or cracking of the graphite compact in the process of carbonizing the graphite compact, and has excellent durability and oxidation stability.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흑연 성형체의 함침 과정을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흑연 트레이의 사진이다.
1 is a block diagram showing a method of manufacturing a highly durable graphite tray for heat treatment according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a process of impregnating a graphite molded body according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph of a graphite tray according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 일 실시예에 따른 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법은 (1) 흑연 분말과 제1바인더를 포함하는 흑연 혼합조성물을 제조하는 단계; (2) 상기 흑연 혼합조성물을 성형하여 흑연 성형체를 제조하는 단계; (3) 상기 흑연 성형체를 1차 탄화시키는 단계; (4) 1차 탄화된 흑연 성형체의 기공도를 낮추기 위해 상기 1차 탄화된 흑연 성형체를 제2바인더와 유기용매가 1:0.8 내지 1:1.2의 중량비율로 혼합된 함침제에 함침시킨 후 감압 및 가압하는 단계; 및 (5) 함침된 흑연 성형체를 2차 탄화시켜 흑연 트레이를 제조하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a high-endurance graphite tray for heat treatment according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (1) preparing a graphite mixed composition comprising graphite powder and a first binder; (2) molding the graphite mixed composition to produce a graphite molded body; (3) primary carbonizing the graphite molded body; (4) In order to lower the porosity of the primary carbonized graphite molded body, the primary carbonized graphite molded body is impregnated with the impregnant mixed with the second binder and the organic solvent at a weight ratio of 1: 0.8 to 1: 1.2, And pressing; And (5) secondary carbonizing the impregnated graphite molded body to produce a graphite tray.

본 발명의 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법을 단계별로 상세하게 설명하도록 한다.The process for producing the highly durable graphite tray for heat treatment of the present invention will be described step by step.

먼저, 본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 (1)단계는 흑연 분말과 제1바인더를 포함하는 흑연 혼합조성물을 제조하는 단계(S10)이다.First, in the manufacturing method of the present invention, the step (1) is a step (S10) of producing a graphite mixed composition comprising graphite powder and a first binder.

상기 흑연 분말은 흑연 가공 부산물 일 수 있다. The graphite powder may be a graphite processing by-product.

일반적으로, 흑연 가공 부산물은 제철소 용선 중의 탄소 함량을 높이기 위해 첨가하거나, 흑연이 첨가된 내화물을 제조하는데 사용할 수 있다. 또한, 카본-마그네사이트 벽돌을 제조할 때 일부 첨가되기도 하지만, 대부분의 흑연 가공 부산물은 폐기되고 있는 실정이다. 이러한 흑연 가공 부산물을 재활용하기 위한 방법으로 흑연 트레이의 원료로 흑연 가공 부산물을 사용할 수 있다. 또한, 흑연 가공 부산물을 회수 및 재가공하여 사용하기 때문에 공정 상의 경제성을 높일 수 있다.In general, graphite processing by-products may be added to increase the carbon content in steel mill charcoal, or may be used to prepare graphite-added refractories. In addition, some of graphite processing by-products are discarded, though some are added when manufacturing carbon-magnesite bricks. As a method for recycling such graphite processing by-products, a graphite processing by-product can be used as a raw material of the graphite tray. In addition, since graphite processing by-products are recovered and reworked, they can be used economically.

또한, 상기 제1바인더는 흑연 분말을 과립화 시킬 수 있는 공지된 바인더를 제한 없이 사용 가능하며, 일예로 페놀 수지일 수 있다. In addition, the first binder may be a known binder capable of granulating the graphite powder without limitation, and may be, for example, a phenolic resin.

상기 흑연 혼합조성물은 상기 흑연 분말과 제1바인더를 1:0.1 내지 1:0.3의 중량비율, 바람직하게는 1:0.2의 중량비율로 혼합하여 제조될 수 있다.The graphite mixed composition may be prepared by mixing the graphite powder and the first binder in a weight ratio of 1: 0.1 to 1: 0.3, preferably 1: 0.2.

만일 상기 흑연 분말과 제1바인더의 중량비율이 1:0.1 미만일 경우, 상기 흑연 분말을 과립화 시키기 어려울 수 있으며, 1:0.3을 초과하는 경우, 후술되는 1차 탄화 과정에서 흑연 성형체에 기공이 과도하게 생성되어 제조되는 흑연 트레이의 밀도 및 내구성이 저하될 우려가 있다.If the weight ratio of the graphite powder to the first binder is less than 1: 0.1, it may be difficult to granulate the graphite powder. When the weight ratio of the graphite powder and the first binder is more than 1: 0.3, There is a possibility that the density and durability of the graphite tray produced and produced are lowered.

상기 흑연 분말과 제1바인더는 혼합기로 사용될 수 있는 공지된 혼합기를 제한 없이 사용하여 혼합될 수 있으며, 일예로 상기 혼합기는 포트밀, 볼밀 또는 회전식 혼합기일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.The graphite powder and the first binder may be mixed using a known mixer, which may be used as a mixer. For example, the mixer may be a pot mill, a ball mill or a rotary mixer, but is not limited thereto.

다음으로, 본 발명의 제조 방법에 있어서 상기 (2)단계는 상기 흑연 혼합조성물을 성형하여 흑연 성형체를 제조하는 단계(S20)로써, 상기 흑연 혼합조성물은 1분 내지 5분 동안 2000bar 내지 4000bar의 압력으로 가압하여 원하는 형태의 흑연 성형체로 성형될 수 있다.Next, in the manufacturing method of the present invention, the step (2) is a step (S20) of forming a graphite molded body by molding the graphite mixed composition, wherein the graphite mixed composition has a pressure of 2,000 to 4,000 bar So as to be formed into a desired shape of the graphite compact.

만일 상기 흑연 혼합조성물을 2000bar 미만의 압력으로 가압할 경우, 흑연 성형체의 형태가 유지되지 않을 우려가 있으며, 4000bar를 초과하는 압력으로 가압할 경우, 상기 흑연 성형체가 파손되거나 크랙이 발생할 수 있다.If the graphite mixed composition is pressurized to a pressure of less than 2000 bar, the shape of the graphite molded body may not be maintained. If the pressure is higher than 4000 bar, the graphite molded body may be broken or cracked.

또한, 가압 시간이 1분 미만일 경우, 흑연 성형체의 형태가 유지되지 않을 우려가 있으며, 5분을 초과할 경우, 흑연 성형체가 파손되거나 크랙이 발생할 수 있다.If the pressing time is less than 1 minute, the shape of the graphite molded body may not be maintained, and if it exceeds 5 minutes, the graphite molded body may be broken or cracked.

흑연 성형체의 성형 방법은 성형체를 제조할 수 있는 공지된 방법을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일예로 일축 가압 성형법일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The molding method of the graphite molded body may be any known method of producing a molded body without limitation, and may be, for example, but not limited to, uniaxial pressing.

또한, 상기 흑연 성형체는 70℃ 내지 90℃의 온도에서 12시간 내지 24시간 동안 건조될 수 있다.Further, the graphite compact may be dried at a temperature of 70 캜 to 90 캜 for 12 hours to 24 hours.

다음으로, 본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 (3)단계는 상기 흑연 성형체를 1차 탄화시키는 단계(S30)이다.Next, in the production method of the present invention, the step (3) is a step (S30) of primary carbonization of the graphite compact.

흑연 성형체 내 존재하는 제1바인더는 상기 1차 탄화과정을 통해 탄화되며, 탄화된 제1바인더는 입자상의 흑연 분말을 일정한 형태로 고착시키는 역할을 한다. 상기 제1바인더가 탄화될 때, 제1바인더의 휘발 성분이 제거되면서 흑연 성형체에기공이 형성되며, 상기 흑연 성형체에 형성된 기공은 제조되는 흑연 트레이의 내구성을 저하시킬 수 있으며, 이에 따라 후술되는 함침 및 2차 탄화 공정을 통해 상기 흑연 성형체의 기공도를 감소시킬 수 있다.The first binder present in the graphite molded body is carbonized through the primary carbonization process, and the carbonized first binder functions to fix particulate graphite powder in a certain form. When the first binder is carbonized, the volatile components of the first binder are removed, and pores are formed in the graphite molded body. The pores formed in the graphite molded body may lower the durability of the graphite tray to be produced, And the secondary carbonization process can reduce the porosity of the graphite compact.

상기 1차 탄화는 분당 1℃ 내지 3℃의 속도로 900℃ 내지 1100℃의 온도까지 승온시킨 후 0.3 내지 2시간 동안 열처리하여 수행될 수 있다.The primary carbonization may be performed by raising the temperature to a temperature of 900 ° C to 1100 ° C at a rate of 1 ° C to 3 ° C per minute and then performing a heat treatment for 0.3 to 2 hours.

만일 상기 승온 속도가 1℃ 미만일 경우, 공정상 비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있고, 3℃를 초과할 경우, 열처리 시 흑연 성형체가 급격하게 열팽창하여 상기 흑연 성형체가 파손되거나 상기 흑연 성형체에 크랙이 발생할 수 있다. 만일 파손되지 않거나 크랙이 발생하지 않더라도 후술되는 함침 및 2차 탄화 과정에서 파손 또는 크랙이 발생할 수 있으며, 제조되는 흑연 트레이의 내구성 및 산화 안정성이 저하될 우려가 있다. If the temperature raising rate is less than 1 ° C, the cost of the process may increase. If the temperature is higher than 3 ° C, the graphite formed body may thermally expand rapidly during the heat treatment to break the graphite formed body, Lt; / RTI > Even if it is not broken or cracked, breakage or cracking may occur in the impregnation and secondary carbonization process described later, and the durability and oxidation stability of the produced graphite tray may be deteriorated.

또한, 상기 1차 탄화의 열처리 온도가 900℃ 미만일 경우, 제1바인더가 완전히 탄화되지 않을 수 있으며, 이에 따라 잔류하는 제1바인더가 후술되는 2차 탄화 과정에서 탄화되어 제조되는 흑연 트레이에 기공을 형성할 수 있다. 2차 탄화 과정에서 생긴 기공 제조되는 흑연 트레이의 밀도를 낮추고 산화 안정성을 저하시킬 수 있기 때문에 1차 탄화 과정에서 제1바인더를 모두 탄화시키는 것이 바람직하다.If the heat treatment temperature of the primary carbonization is less than 900 ° C, the first binder may not be completely carbonized. Accordingly, the remaining first binder may be carbonized in the secondary carbonization process described later, . It is preferable to carbonize all of the first binders in the primary carbonization process since the porosity generated in the secondary carbonization process may lower the density of the graphite tray to be produced and lower the oxidation stability.

또한, 상기 1차 탄화의 열처리 온도가 1100℃를 초과하면 흑연 성형체가 열팽창되어 파손되거나 크랙이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.If the heat treatment temperature of the primary carbonization exceeds 1100 ° C, the graphite compact may be thermally expanded to break or crack.

또한, 상기 1차 탄화의 열처리 시간이 0.3시간 미만일 경우, 제1바인더가 완전히 탄화되지 않는 문제가 있을 수 있고, 2시간을 초과할 경우, 공정상 비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.If the heat treatment time of the primary carbonization is less than 0.3 hour, there may be a problem that the first binder is not completely carbonized, and if it exceeds 2 hours, the cost of the process may increase.

또한, 상기 1차 탄화는 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 기체 분위기 하에서 수행될 수 있다. 이처럼 불활성 기체 분위기 하에서 열처리하는 이유는 산소가 존재하는 분위기(예를 들면, 대기)에서 열처리할 경우, 흑연 성형체가 산화되면서 불순물 및 결함이 생길 수 있으며, 이에 따라 제조되는 흑연 트레이의 내구성이 저하될 수 있다.Further, the primary carbonization may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The reason why the heat treatment is performed in an inert gas atmosphere is that when heat treatment is performed in an atmosphere in which oxygen exists (for example, atmospheric air), impurities and defects may be generated as the graphite molded body is oxidized, .

다음으로, 본 발명의 제조 방법에 있어서 상기 (4)단계는 1차 탄화된 흑연 성형체의 기공도를 낮추기 위해 상기 1차 탄화된 흑연 성형체를 제2바인더와 유기용매가 1:0.8 내지 1:1.2의 중량비율로 혼합된 함침제에 함침시킨 후 감압 및 가압하는 단계(S40)이다.Next, in the manufacturing method of the present invention, in the step (4), in order to lower the porosity of the primary carbonized graphite molded body, the primary carbonized graphite molded body is mixed with the second binder and the organic solvent at a ratio of 1: 0.8 to 1: 1.2 (S40) in which impregnation is carried out by impregnating the mixed impregnant at a weight ratio of 1: 1 to 1: 1 and then depressurized and pressurized.

상기 제2바인더는 통상적으로 함침제에 사용될 수 있는 공지된 바인더를 제한 없이 사용 가능하며, 일예로 페놀 수지일 수 있다.The second binder can be any known binder that can be used in impregnation agents without limitation, for example a phenolic resin.

또한, 상기 유기용매는 함침제에 사용될 수 있는 바인더를 용해시킬 수 있는 유기용매를 제한 없이 사용 가능하며, 일예로 에탄올 일 수 있다.The organic solvent may be an organic solvent capable of dissolving a binder that can be used in the impregnant, and may be, for example, ethanol.

또한, 상기 (4)단계는 함침제를 상기 (3)단계의 1차 탄화 과정에서 형성된 흑연 성형체의 기공으로 함침시키는 공정으로써, 이에 따라 후술되는 2차 탄화 후 제조되는 흑연 트레이의 밀도 및 산화 안정성를 증가시킬 수 있다.The step (4) is a step of impregnating the impregnant with the pores of the graphite formed body formed in the primary carbonization step in the step (3), thereby improving the density and oxidation stability of the graphite tray produced after the secondary carbonization .

이 때 상기 함침제에 포함되는 바인더와 유기용매의 중량비율 및 함침 과정에서의 감압 및 가압 압력은 함침되는 흑연 성형체의 두께, 크기 또는 기공도에 따라 조정될 수 있다.At this time, the weight ratio of the binder and the organic solvent contained in the impregnant may be adjusted according to the thickness, size, or porosity of the impregnated graphite compact.

예를 들어, 두께가 상대적으로 얇은 판형(plate type) 또는 막대형(rod type)의 흑연 성형체가 함침제에 함침될 경우, 함침제의 점도가 높거나 함침 압력이 낮더라도 상기 함침제가 흑연 성형체 내부의 기공까지 쉽게 도달할 수 있다.For example, when a plate type or rod type graphite molded body having a relatively small thickness is impregnated in the impregnant, even if the viscosity of the impregnant is high or the impregnation pressure is low, The pores of the pores can be easily reached.

그러나, 두께가 상대적으로 두꺼운 블록형(block type) 또는 트레이형(tray type)의 흑연 성형체가 함침제에 함침될 경우, 상기 함침제가 흑연 성형체 내부의 기공까지 도달하기 위해서는 함침제의 점도가 높거나 함침 압력이 낮으면 상기 함침제가 흑연 성형체 내부의 기공까지 도달하기 어려울 수 있다.However, when a block type or tray type graphite molded body having a relatively large thickness is impregnated in the impregnating agent, in order for the impregnating agent to reach the pores inside the graphite shaped body, the viscosity of the impregnating agent is high If the impregnation pressure is low, the impregnation agent may be difficult to reach the pores in the graphite compact.

상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 트레이형의 흑연 성형체를 함침제에 함침 시킬 경우, 상기 함침제에 포함되는 바인더와 유기용매의 중량비율 및 함침 과정에서의 감압 및 가압 압력 조건을 조절하여 상기 트레이형의 흑연 성형체 내부 기공까지 상기 함침제를 침투 시킬 수 있다.When the impregnating agent is impregnated into a tray-shaped graphite molded body having a relatively thick thickness, the weight ratio of the binder and the organic solvent contained in the impregnating agent, and the pressure and pressure conditions in the impregnation process are controlled, The impregnating agent can be penetrated into the pores in the molded body.

먼저 본 발명의 상기 (4)단계에 있어서, 함침제에 포함되는 바인더와 유기용매의 중량비율에 대해 설명한다. First, the weight ratio of the binder and the organic solvent contained in the impregnation agent in the step (4) of the present invention will be described.

함침제에 포함되는 유기용매의 중량비율이 증가할수록 함침제의 점도는 낮아지게 되며, 이에 따라 낮은 점도의 함침제는 상대적으로 낮은 압력으로 흑연 성형체 내부 기공에 함침될 수 있다. 그러나, 유기용매의 중량비율이 상대적으로 높은 함침제가 사용될 경우, 후술되는 2차 탄화 과정에서 유기용매가 기화화면서 흑연 성형체 내부에 압력이 발생하게 되고, 이에 따라 제조되는 흑연 트레이의 외부, 내부 또는 전부에 크랙(crack)이 발생할 수 있으며, 상기 크랙에 의해 제조되는 흑연 트레이의 내구성 및 산화 안정성이 저하될 수 있다.As the weight ratio of the organic solvent contained in the impregnant increases, the viscosity of the impregnant decreases, so that the impregnant having a low viscosity can be impregnated into the pores of the graphite compact at a relatively low pressure. However, when an impregnant having a relatively high weight ratio of the organic solvent is used, pressure is generated inside the graphite molded body on the vaporization screen in the secondary carbonization process to be described later, and therefore, Cracks may occur in all of them, and the durability and oxidation stability of the graphite tray produced by the cracks may be deteriorated.

반대로 함침제에 포함되는 바인더의 중량비율이 증가할수록 상기 함침제의 점도는 높아지게 되며, 이에 따라 높은 점도의 함침제는 상대적으로 높은 압력으로 흑연 성형체 내부 기공에 함침될 수 있다. 바인더의 중량비율이 높은 함침제를 사용할 경우, 2차 탄화 과정에서 흑연 성형체의 기공에 보다 많은 양의 바인더가 탄화되어 상기 흑연 성형체의 기공을 메울 수 있으며, 이에 따라 제조되는 흑연 트레이의 밀도를 향상시키고 기공도를 낮출 수 있다. 또한, 밀도가 높고 기공도가 낮은 흑연 트레이는 상대적으로 대기 중의 산소 또는 이산화탄소와 접촉할 수 있는 면적이 적기 때문에 산화 안정성이 우수할 수 있다. 그러나, 상대적으로 높은 압력으로 흑연 성형체를 함침할 경우, 상기 흑연 성형체 자체를 연화시킬 수 있기 때문에 단시간 내에 함침 공정을 수행해야 하며, 이로 인해 함침제가 흑연 성형체 내부까지 함침될 수 있는 시간이 충분하지 않은 문제가 있다.On the contrary, as the weight ratio of the binder contained in the impregnant increases, the viscosity of the impregnant becomes higher, so that the impregnant having a high viscosity can be impregnated into the pores of the graphite compact at a relatively high pressure. When the impregnant having a high weight ratio of binder is used, a larger amount of binder is carbonized in the pores of the graphite molded body during the secondary carbonization process to fill the pores of the graphite molded body, thereby improving the density of the graphite tray And the porosity can be lowered. In addition, the graphite tray having a high density and a low porosity can be excellent in oxidation stability because it has a relatively small area in contact with atmospheric oxygen or carbon dioxide. However, when the graphite compact is impregnated with a relatively high pressure, the graphite compact itself can be softened. Therefore, the impregnation process must be performed in a short time. As a result, the impregnation agent does not have sufficient time to be impregnated into the graphite compact there is a problem.

따라서, 본 발명은 함침 과정에서 감압 및 가압 함침을 연속적으로 수행하여 상대적으로 높은 점도의 함침제를 트레이형의 흑연 성형체 내부의 기공까지 도달 시킬 수 있으며, 이에 따라 2차 탄화 후 제조되는 흑연 트레이의 밀도를 높이고 산화 안정성을 보다 더 향상시킬 수 있다. Therefore, in the impregnation process, the impregnation agent having a relatively high viscosity can be continuously delivered to the pores in the tray-shaped graphite compact by continuously performing the depressurization and the pressure impregnation in the impregnation process, The density can be increased and the oxidation stability can be further improved.

도 2를 참조하여 상기 (4)단계의 함침 과정을 설명하면, 먼저 1차 탄화된 흑연 성형체(10)를 함침제에 투입시킨다. 상기 1차 탄화된 흑연 성형체(10)는 흑연(11) 및 기공(12)을 포함할 수 있고, 상기 함침제는 상기 기공(12)으로 함침되어 상기 기공(12)의 일부에 함침제가 존재할 수 있다. 함침된 흑연 성형체(20)의 기공(22)은 함침제로 함침되지 않은 부분(22a)과 함침된 부분(22b)을 포함할 수 있다. 상기 함침제의 점성으로 인해 상기 기공(22)의 내부까지 함침제가 도달하지 못할 경우에 상기 함침되지 않은 부분(22a)이 상기 흑연 성형체(20) 내부에 존재할 수 있다. 상기 함침되지 않은 부분(22a)은 제조되는 흑연 트레이의 밀도 및 산화 안정성을 저하시킬 수 있기 때문에 함침제를 상기 함침되지 않은 부분(22a)까지 더 침투시킬 필요가 있다.Referring to FIG. 2, the impregnation process of step (4) will be described. First, the primary carbonized graphite formed body 10 is charged into the impregnating agent. The primary carbonized graphite molded body 10 may include graphite 11 and pores 12 which may be impregnated with the pores 12 to impregnate a portion of the pores 12 have. The pores 22 of the impregnated graphite molded body 20 may include a portion 22a impregnated with the impregnation agent and a portion 22b impregnated with the impregnation agent. The impregnated portion 22a may be present inside the graphite formed body 20 when the impregnation agent can not reach the inside of the pores 22 due to the viscosity of the impregnating agent. It is necessary to further infiltrate the impregnant into the non-impregnated portion 22a because the impregnated portion 22a may lower the density and oxidative stability of the graphite tray to be produced.

함침제의 점도가 상대적으로 낮을 경우, 감압 과정을 통해 상기 함침되지 않은 부분(22a)에 존재하는 기체를 쉽게 배출시킬 수 있으나, 함침제의 점도가 높을 경우, 상기 기체를 배출시키기 어려울 수 있다. 따라서, 본 발명은 후술되는 감압 및 가압 공정을 통해 상기 함침제를 흑연 성형체의 내부까지 효과적으로 침투시킬 수 있다.If the viscosity of the impregnant is relatively low, the gas existing in the non-impregnated portion 22a can be easily discharged through the decompression process. However, if the viscosity of the impregnant is high, it may be difficult to discharge the gas. Therefore, the present invention can effectively infiltrate the impregnant into the interior of the graphite molded body through the depressurizing and pressurizing process described later.

다음으로, 함침기 내부 압력을 감압하여 상기 함침된 흑연 성형체(20)의 함침되지 않은 부분(22a)에 존재하는 기체를 상기 흑연 성형체(20)의 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라 함침제는 상기 함침되지 않은 부분(22a)으로 더 침투될 수 있다. 감압 후 흑연 성형체(30)의 기공(32)은 감압 공정 전보다 더 적은 비율의 함침되지 않은 부분(32a)과 더 많은 비율의 함침된 부분(32b)을 포함할 수 있다.Next, the pressure inside the impregnator may be reduced to discharge the gas present in the impregnated portion 22a of the impregnated graphite compact 20 to the outside of the graphite compact 20. So that the impregnant may be further penetrated into the non-impregnated portion 22a. The pores 32 of the graphite compact 30 after decompression may include less impregnated portion 32a and a greater proportion of impregnated portion 32b than before the depressurization process.

다음으로, 함침기 내부 압력을 가압하여 상기 흑연 성형체(30)의 함침되지 않은 부분(32a)에 함침제를 더 침투시킬 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 가압 공정 후 흑연 성형체(40)의 기공(42)은 함침제로 채워질 수 있다.Next, the impregnant may be further infiltrated into the non-impregnated portion 32a of the graphite compact 30 by pressurizing the pressure in the impregnator. As shown in FIG. 2, the graphite compact 40 The pores 42 may be filled with an impregnant.

상술한 바와 같이 본 발명의 제조 방법은 상대적으로 낮은 압력으로 가압하여 흑연 성형체 자체의 연화를 방지 또는 최소화하면서, 상대적으로 높은 점도의 함침제가 흑연 성형체의 내부까지 효과적으로 함침될 수 있고, 이에 따라 제조되는 흑연 트레이의 밀도를 높이고 산화 안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, the production method of the present invention is capable of effectively impregnating an impregnation agent having a relatively high viscosity into the interior of a graphite compact, while suppressing or minimizing the softening of the graphite compact itself by pressurizing it with a relatively low pressure, The density of the graphite tray can be increased and the oxidation stability can be improved.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 함침기는 상기 함침기의 내부 압력을 감압할 수 있는 진공 펌프 및 상기 함침기의 내부 압력을 가압할 수 있는 공기압축기와 연결된다.In one embodiment of the present invention, the impregnator is connected to a vacuum pump capable of reducing the internal pressure of the impregnator and an air compressor capable of pressurizing the internal pressure of the impregnator.

본 발명의 일 실시예에 따른 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법에 있어서, 함침 공정의 조건을 구체적으로 설명하면, 함침제가 담긴 함침기에 1차 탄화된 흑연 성형체를 투입하고, 1×10-3bar 내지 1×10-4bar의 압력으로 감압한 후, 이어서 1.0bar 내지 4.0bar의 압력, 바람직하게는 2.5bar 내지 3.5bar의 압력으로 10분 내지 60분, 바람직하게는 20분 내지 40분 동안 가압하는 방법으로 적어도 1회 이상 수행될 수 있다.In the method according to the present invention an exemplary heat treatment and durable graphite tray according to the example, will be described in detail the conditions of the impregnation process, and impregnated with impregnating agent containing groups added to the primary carbide graphite shaped article, 1 × 10 -3 bar to 1 x 10 < -4 > bar, followed by a pressure of from 1.0 bar to 4.0 bar, preferably from 2.5 bar to 3.5 bar for 10 minutes to 60 minutes, preferably from 20 minutes to 40 minutes And may be carried out at least once or more.

만일, 감압 압력이 1×10-3bar를 초과할 경우, 함침된 흑연 성형체(20) 내부 기공(22)의 기체가 배출되기 어려울 수 있으며, 감압 압력이 1×10-4bar 미만일 경우, 함침제에 포함된 유기용매가 급격하게 기화하여 상기 함침제의 점도가 높아질 수 있다.If, vacuum pressure is 1 if it exceeds × 10 -3 bar, the gas of the impregnated graphite molded body 20 inside the pore 22 may be difficult to be discharged, when the pressure is a reduced pressure of less than 1 × 10 -4 bar, impregnation The organic solvent contained in the organic solvent may be rapidly vaporized and the viscosity of the impregnant may be increased.

또한, 가압 압력이 1.0bar 미만일 경우, 흑연 성형체(30) 내부의 함침되지 않은 부분(32a)까지 함침제가 침투하기 어려울 수 있으며, 가압 압력이 4.0bar를 초과할 경우, 흑연 성형체 자체가 연화되어, 최종적으로 제조되는 흑연 트레이의 내구성을 저하시킬 수 있는 문제가 있다.If the pressing pressure is less than 1.0 bar, the impregnating agent may hardly penetrate into the non-impregnated portion 32a in the graphite molded body 30. If the pressing pressure exceeds 4.0 bar, the graphite molded body itself is softened, There is a problem that the durability of the finally produced graphite tray may be lowered.

또한, 가압 시간이 10분 미만일 경우, 흑연 성형체(30) 내부의 함침되지 않은 부분(32a)까지 함침제가 침투하기 어려울 수 있으며 가압 시간이 60분을 초과할 경우, 흑연 성형체 자체가 연화되어, 최종적으로 제조되는 흑연 트레이의 내구성을 저하시킬 수 있는 문제가 있다.If the pressing time is less than 10 minutes, the impregnating agent may hardly penetrate into the non-impregnated portion 32a in the graphite formed body 30. If the pressing time exceeds 60 minutes, the graphite molded body itself is softened, There is a problem that the durability of the graphite tray manufactured by the method of the present invention may be lowered.

따라서, 고내구성의 흑연 트레이를 제조하기 위해서는 상술한 함침 조건을 모두 만족하는 함침 공정을 수행하는 것이 바람직하다.Therefore, in order to produce a highly durable graphite tray, it is preferable to carry out the impregnation process satisfying all of the above-mentioned impregnation conditions.

다음으로, 본 발명의 제조 방법에 있어서 상기 (5)단계는 함침된 흑연 성형체를 2차 탄화시켜 흑연 트레이를 제조하는 단계(S50)이다.Next, in the manufacturing method of the present invention, the step (5) is a step (S50) of producing a graphite tray by secondary-carbonizing the impregnated graphite compact.

상기 (5)단계의 2차 탄화는 1500℃ 내지 1900℃의 온도, 바람직하게는 1600℃ 내지 1800℃에서 열처리하여 수행될 수 있다.The secondary carbonization in the step (5) may be performed by heat treatment at a temperature of 1500 ° C to 1900 ° C, preferably at 1600 ° C to 1800 ° C.

상기 2차 탄화는 상기 (4)단계의 함침 과정에서 흑연 성형체의 기공에 침투시킨 함침제 및 흑연 성형체 자체를 탄화시키는 단계로써, 상기 함침제에 포함된 유기용매는 기화되어 제거될 수 있으며, 상기 함침제에 포함된 바인더는 탄화되면서 상기 흑연 성형체의 기공을 채우게 되며, 이에 따라 최종적으로 제조되는 흑연 트레이의 기공도를 낮춤으로써, 상기 흑연 트레이의 밀도를 높이고 산화 안정성을 향상시킬 수 있다.The secondary carbonization is a step of carbonizing the impregnating agent and the graphite molded body per se which are impregnated into the pores of the graphite compact in the step (4), wherein the organic solvent contained in the impregnant may be vaporized and removed, The binder contained in the impregnating agent is carbonized to fill the pores of the graphite molded body, thereby lowering the porosity of the graphite tray finally produced, thereby increasing the density of the graphite tray and improving the oxidation stability.

또한, 상기 2차 탄화 과정에서 유기용매가 기화함에 따라 상기 흑연 성형체 내부에 압력이 가해질 수 있다. 다량의 유기용매가 함침제에 포함될 경우, 이로 인해 2차 탄화 도중에 상기 흑연 성형체에 크랙이 발생할 수 있으며, 이에 따라 최종적으로 제조되는 흑연 트레이의 내구성 및 산화 안정성이 저하될 수 있다. 따라서, 앞서 상술한 바와 같이 함침제에 포함되는 유기용매의 중량비율을 조절하여 이를 방지할 수 있다.Also, as the organic solvent vaporizes in the secondary carbonization process, pressure may be applied to the interior of the graphite compact. When a large amount of an organic solvent is contained in the impregnant, cracks may be generated in the graphite compact during the secondary carbonization, so that the durability and oxidation stability of the finally produced graphite tray may be deteriorated. Therefore, the weight ratio of the organic solvent contained in the impregnant may be controlled as described above.

상술한 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 열처리용 고내구성 흑연 트레이는 수용부를 가지며, 밀도가 1.6 g/ml 이상일 수 있다.The highly durable graphite tray for heat treatment manufactured according to the manufacturing method of the present invention has a receiving portion and may have a density of 1.6 g / ml or more.

본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 열처리용 흑연 트레이는 다양한 소재들의 열처리 공정에서 수용체로써 사용될 수 있으며, 예를 들어 금속, 세라믹, 반도체 소재들의 수용체로 사용될 수 있다. 이러한 열처리 공정은 일반적으로 1000℃ 이하의 온도에서 운전되며, 상기 열처리 공정에 사용되는 흑연 트레이는 500℃ 내지 1000℃에서 산화될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 흑연 트레이의 산화 안정성을 확인하기 위해 공기분위기 및 600℃의 온도에서 1시간 동안 열처리하였을 때, 산화에 따른 무게감소율을 측정하였다.The graphite trays for heat treatment produced according to the manufacturing method of the present invention can be used as receptors in heat treatment processes of various materials and can be used as receptors for metals, ceramics, and semiconductor materials, for example. Such a heat treatment process is generally operated at a temperature of 1000 ° C or lower, and the graphite tray used in the heat treatment process may be oxidized at 500 ° C to 1000 ° C. Accordingly, in order to confirm the oxidation stability of the graphite tray according to an embodiment of the present invention, the weight reduction rate due to oxidation was measured when it was heat-treated at 600 ° C for 1 hour in an air atmosphere.

본 발명의 일 실시예에 따른 흑연 트레이는 공기분위기, 600℃의 온도에서 1시간 동안 유지하였을 때, 산화에 따른 무게감소율이 1% 이하일 수 있으며, 이를 통해 본 발명에 따른 흑연 트레이는 우수한 산화 안정성을 가진다는 것을 알 수 있다. When the graphite tray according to an embodiment of the present invention is maintained at a temperature of 600 ° C for 1 hour in an air atmosphere, the reduction rate of weight due to oxidation may be 1% or less. Accordingly, the graphite tray according to the present invention has excellent oxidation stability . ≪ / RTI >

<실시예1>&Lt; Example 1 >

흑연 가공 부산물 100중량부에 대하여 페놀 수지를 25중량부로 포함하는 흑연 혼합조성물을 성형 몰드에 넣고 3000bar의 압력으로 5분 동안 일축가압하여 흑연 성형체을 제조하였다.A graphite mixed composition containing 25 parts by weight of a phenol resin per 100 parts by weight of graphite processing by-products was placed in a molding mold and uniaxially pressed at a pressure of 3000 bar for 5 minutes to prepare a graphite molded body.

상기 흑연 성형체를 80℃의 온도에서 18시간 동안 건조한 후, 질소 분위기에서 2℃/분의 속도로 1000 ℃까지 승온시키고, 1시간 동안 유지하여 1차 탄화시켰다.The graphite molded body was dried at a temperature of 80 캜 for 18 hours, then heated to 1000 캜 at a rate of 2 캜 / min in a nitrogen atmosphere, and held for 1 hour for primary carbonization.

페놀 수지와 에탄올을 1:1의 중량비율로 혼합하여 제조한 함침제에 1차 탄화된 흑연 성형체를 함침시키고, 함침기 내부의 압력을 1×10-4bar까지 진공 펌프를 이용하여 감압하고, 이어서 공기 압축기로 상기 함침기 내부를 3.0bar의 압력으로 가압하고 30분 동안 유지하는 함침 공정을 통해 상기 흑연 성형체를 함침하였다.The impregnant prepared by mixing a phenol resin and ethanol in a weight ratio of 1: 1 was impregnated with a primary carbonized graphite molded body, the pressure inside the impregnator was reduced to 1 × 10 -4 bar by using a vacuum pump, Then, the graphite molded body was impregnated with an air compressor through an impregnation process in which the inside of the impregnator was pressurized at a pressure of 3.0 bar and held for 30 minutes.

다음으로, 함침된 흑연 성형체를 질소 분위기에서 2℃/분의 속도로 1700℃까지 승온시키고, 1시간 동안 유지하는 2차 탄화 공정을 수행하였다.Next, the impregnated graphite compact was subjected to a secondary carbonization process in which the temperature was raised to 1700 占 폚 at a rate of 2 占 폚 / min in a nitrogen atmosphere, and maintained for 1 hour.

<실시예2>&Lt; Example 2 >

실시예1과 동일한 방법으로 제조 및 1차 탄화된 흑연 성형체를 페놀 수지와 에탄올을 1:1.5의 중량비율로 혼합하여 제조한 함침제에 함침시켰으며, 실시예1과 동일한 조건으로 감압, 가압 및 2차 탄화 공정을 수행하였다.The graphite molded body produced and primary carbonized in the same manner as in Example 1 was impregnated with an impregnating agent prepared by mixing phenol resin and ethanol in a weight ratio of 1: 1.5. The pressure was reduced under the same conditions as in Example 1, A secondary carbonization process was performed.

<실시예3>&Lt; Example 3 >

실시예1과 동일한 방법으로 제조 및 1차 탄화된 흑연 성형체를 페놀 수지와 에탄올을 1:0.5의 중량비율로 혼합하여 제조한 함침제에 함침시켰으며, 실시예 1과 동일한 조건으로 감압, 가압 및 2차 탄화 공정을 수행하였다.The graphite molded body produced and primary carbonized in the same manner as in Example 1 was impregnated with an impregnating agent prepared by mixing phenol resin and ethanol in a weight ratio of 1: 0.5. The pressure was reduced under the same conditions as in Example 1, A secondary carbonization process was performed.

<실시예4><Example 4>

실시예1과 동일하게 실시화되 흑연 성형체를 함침제에 3.0bar의 압력으로 5분 동안 함침시켰으며, 실시예 1과 동일한 조건으로 2차 탄화 공정을 수행하였다.The graphite molded body was impregnated with impregnation agent at a pressure of 3.0 bar for 5 minutes, and a secondary carbonization process was carried out under the same conditions as in Example 1.

<실시예5>&Lt; Example 5 >

실시예1과 동일하게 실시화되 흑연 성형체를 함침제에 3.0bar의 압력으로 70분 동안 함침시켰으며, 실시예 1과 동일한 조건으로 2차 탄화 공정을 수행하였다.The graphite molded body was impregnated with the impregnant at a pressure of 3.0 bar for 70 minutes, and a secondary carbonization process was carried out under the same conditions as in Example 1.

<실시예6>&Lt; Example 6 >

실시예1과 동일하게 실시화되 흑연 성형체를 함침제에 5.0bar의 압력으로 30분 동안 함침시켰으며, 실시예 1과 동일한 조건으로 2차 탄화 공정을 수행하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out. The graphite compact was impregnated with the impregnant at a pressure of 5.0 bar for 30 minutes, and a secondary carbonization process was carried out under the same conditions as in Example 1.

<실시예7>&Lt; Example 7 >

실시예1과 동일하게 실시화되 흑연 성형체를 함침제에 0.5bar의 압력으로 30분 동안 함침시켰으며, 실시예1과 동일한 조건으로 2차 탄화 공정을 수행하였다.The graphite compact was impregnated with impregnation agent at a pressure of 0.5 bar for 30 minutes, and a secondary carbonization process was performed under the same conditions as in Example 1.

<비교예1>&Lt; Comparative Example 1 &

실시예1과 동일한 방법으로 제조 및 1차 탄화된 흑연 성형체를 페놀 수지와 에탄올을 1:1의 중량비율로 혼합하여 제조한 함침제에 함침시키고, 함침기 내부의 압력을 1×10-4bar까지 진공 펌프를 이용하여 감압하고, 실시예1과 동일한 조건으로 2차 탄화 공정을 수행하였다.The graphite molded body produced and primary carbonized in the same manner as in Example 1 was impregnated with an impregnating agent prepared by mixing phenol resin and ethanol in a weight ratio of 1: 1, and the pressure inside the impregnator was adjusted to 1 x 10 -4 bar The pressure was reduced by using a vacuum pump, and a secondary carbonization process was carried out under the same conditions as in Example 1. [

<비교예2> &Lt; Comparative Example 2 &

실시예1과 동일한 방법으로 제조 및 1차 탄화된 흑연 성형체를 페놀 수지와 에탄올을 1:1의 중량비율로 혼합하여 제조한 함침제에 함침시키고, 함침기 내부의 압력을 3.0bar로 가압하고 30분 동안 유지한 후, 실시예1과 동일한 조건으로 2차 탄화 공정을 수행하였다.The graphite molded body produced and primary carbonized in the same manner as in Example 1 was impregnated with an impregnant prepared by mixing phenol resin and ethanol in a weight ratio of 1: 1, the pressure inside the impregnator was increased to 3.0 bar, Min, the secondary carbonization step was carried out under the same conditions as in Example 1.

<비교예3> &Lt; Comparative Example 3 &

실시예1과 동일하게 실시하되 함침 공정은 수행되지 않았다.The same procedure as in Example 1 was carried out, but the impregnation step was not carried out.

<실험예1> 밀도 측정<Experimental Example 1> Density Measurement

실시예1 내지 실시예7 및 비교예1 내지 비교예3에 따른 흑연 시험편을 폭 2cm, 두께 2cm, 길이 10cm의 각기둥의 형태로 제조하였다. 제조된 흑연 시험편은 (110±5)℃의 건조 장치에서 2시간 동안 건조된 후, 데시게이터에서 상온으로 냉각된다. 냉각된 흑연 시험편의 무게를 측정한 후, 상기 흑연 시험편을 상기 건조 장치에서 다시 1시간 동안 건조시키고 데시게이터에서 상온으로 냉각시키고 무게를 측정하였다. 상기 흑연 시험편의 무게가 항량이 될 때까지 건조 및 냉각 과정을 반복하였다. 상기 흑연 시험편의 무게가 항량이 되면, 상기 흑연 시험편의 부피를 계산하여 최종적으로 상기 흑연 시험편의 밀도를 측정하였다.Graphite specimens according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared in the form of prisms each having a width of 2 cm, a thickness of 2 cm and a length of 10 cm. The graphite test piece thus prepared is dried in a drying apparatus at (110 ± 5) ° C. for 2 hours, and then cooled to room temperature in a desiccator. After the weight of the cooled graphite specimen was measured, the graphite specimen was again dried in the drying apparatus for 1 hour, cooled to room temperature in a decigerator and weighed. The drying and cooling process was repeated until the weight of the graphite test piece became constant. When the weight of the graphite test piece became constant, the density of the graphite test piece was finally measured by calculating the volume of the graphite test piece.

<실험예2> 기계적 강도 측정&Lt; Experimental Example 2 > Measurement of mechanical strength

실시예1 내지 실시예7 및 비교예1 내지 비교예3에 따른 흑연 시험편을 폭 2cm, 두께 2cm, 길이 10cm의 각기둥의 형태로 제조하였다. 제조된 흑연 시험편의 기계적 강도를 만능재료 시험기(8801 Series, Instron)를 이용하여 측정하였다.Graphite specimens according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared in the form of prisms each having a width of 2 cm, a thickness of 2 cm and a length of 10 cm. The mechanical strength of the prepared graphite test piece was measured using a universal material tester (8801 Series, Instron).

<실험예3> 산화 안정성 평가Experimental Example 3 Evaluation of Oxidation Stability

실시예1 내지 실시예7 및 비교예1 내지 비교예3에 따라 제조한 흑연 시험편을 600 ℃의 온도, 공기 분위기에서 1시간 동안 유지한 후 상기 흑연 시험편의 무게감소율(%)을 측정하였다. 무게감소율(%)은 하기 계산식1로 계산된다. The graphite test pieces prepared according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were maintained at a temperature of 600 DEG C for 1 hour in an air atmosphere, and then the weight reduction ratio (%) of the graphite test pieces was measured. The weight reduction rate (%) is calculated by the following equation.

[계산식1][Equation 1]

무게감소율(%)=100-(산화 후 무게(g)/산화 전 무게(g)×100)Weight reduction rate (%) = 100- (Weight after oxidation (g) / Weight before oxidation (g) x 100)

함침 공정 조건Impregnation process conditions 물성 및 산화 안정성 평가Evaluation of physical properties and oxidation stability 바인더 및 용매의 중량비율Weight ratio of binder and solvent 감압
압력
(bar)
Decompression
pressure
(bar)
가압
압력
(bar)
Pressure
pressure
(bar)
가압
시간
(min)
Pressure
time
(min)
밀도
(g/ml)
density
(g / ml)
기계적
강도
(MPa)
Mechanical
burglar
(MPa)
무게
감소율
(%)
weight
Reduction rate
(%)
실시예1Example 1 1:11: 1 1×10-4 1 x 10 -4 33 3030 1.671.67 3636 0.510.51 실시예2Example 2 1:1.51: 1.5 1×10-4 1 x 10 -4 33 3030 1.591.59 2929 0.880.88 실시예3Example 3 1:0.51: 0.5 1×10-4 1 x 10 -4 33 3030 1.581.58 2828 0.850.85 실시예4Example 4 1:11: 1 1×10-4 1 x 10 -4 33 55 1.601.60 2929 0.810.81 실시예5Example 5 1:11: 1 1×10-4 1 x 10 -4 33 7070 1.661.66 3131 0.670.67 실시예6Example 6 1:11: 1 1×10-4 1 x 10 -4 55 3030 1.651.65 3232 0.680.68 실시예7Example 7 1:11: 1 1×10-4 1 x 10 -4 0.50.5 3030 1.601.60 3030 0.810.81 비교예1Comparative Example 1 1:11: 1 1×10-4 1 x 10 -4 -- -- 1.571.57 2828 0.860.86 비교예2Comparative Example 2 1:11: 1 -- 33 3030 1.591.59 2828 0.900.90 비교예3Comparative Example 3 -- -- -- -- 1.531.53 2424 5.765.76

상기 표 1에 실시예1 내지 실시예7 및 비교예1 내지 비교예3에 따라 제조된 흑연 시험편들의 함침 공정 조건과 실험예1 내지 실험예3에 따른 물성 및 산화 안정성 평가에 대한 결과를 나타내었다.Table 1 shows the impregnation process conditions of the graphite test pieces prepared according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 and the results of evaluation of physical properties and oxidation stability according to Experimental Examples 1 to 3 .

함침 공정 조건은 동일하되 함침제에 포함되는 바인더 및 용매의 중량비율이 각기 다른 실시예1 내지 실시예3에 대하여 설명하면, 실시예1에 따른 흑연 시험편은 실시예2 및 실시예3에 따른 흑연 시험편보다 밀도가 높고 기계적 강도가 우수하였으며, 산화 안정성 평가시 무게 감소율이 0.51%로 실시예2 및 실시예3에 따른 흑연 시험편보다 낮은 값을 나타내었다.The graphite test pieces according to Example 1 were the same as the graphite test pieces according to Examples 2 and 3 except that the impregnating process conditions were the same and the weight ratios of the binder and the solvent contained in the impregnant were different. The density was higher than that of the test piece and the mechanical strength was excellent. In the evaluation of the oxidation stability, the weight reduction rate was 0.51%, which was lower than that of the graphite test pieces according to Examples 2 and 3.

실시예2에 따른 흑연 시험편은 바인더 대비 용매의 중량비율(1:1.5)이 실시예1보다 높은 함침제에 함침되었다. 이처럼 상기 용매의 중량비율이 높을 경우, 함침 과정에서 상기 함침제가 흑연 성형체 내부로 침투되기 쉬울 수 있다. 그러나 2차 탄화 공정에서 상기 용매가 기화됨에 따라, 실시예2에 따른 흑연 시험편의 기공도가 증가하게 되며, 이에 따라 실시예2에 따른 흑연 시험편의 밀도 및 기계적 강도가 실시예1에 따른 흑연 시험편보다 낮게 측정되었다고 사료된다. 또한, 상기 실시예2에 따른 흑연 시험편의 기공도가 증가함에 따라 산화에 따른 무게 감소율이 0.88%로 실시예1에 따른 흑연 시험편(0.51%)보다 높은 값을 나타내었다고 판단된다.The graphite test piece according to Example 2 was impregnated with impregnant having a weight ratio of solvent to binder (1: 1.5) higher than that of Example 1. If the weight ratio of the solvent is high, the impregnating agent may easily penetrate into the graphite compact in the impregnation process. However, as the solvent vaporizes in the secondary carbonization process, the porosity of the graphite test piece according to Example 2 is increased. Accordingly, the density and the mechanical strength of the graphite test piece according to Example 2 are lower than those of the graphite test piece , Respectively. Also, as the porosity of the graphite test piece according to Example 2 was increased, the weight reduction rate due to oxidation was 0.88%, which is higher than that of the graphite test piece according to Example 1 (0.51%).

실시예3에 따른 흑연 시험편은 바인더 대비 용매의 중량비율(1:0.5)이 실시예1보다 낮은 함침제에 함침되었다. 상기 용매의 중량비율이 낮을 경우, 함침 과정에서 상기 함침제가 흑연 성형체 내부로 침투되기 어렵기 때문에 실시예3에 따른 흑연 시험편의 기공도가 실시예1보다 증가하게 되며, 이에 따라 실시예3에 따른 흑연 시험편의 밀도 및 기계적 강도가 실시예1에 따른 흑연 시험편보다 낮게 측정되었다고 사료된다. 또한, 실시예3에 따른 흑연 시험편의 기공도가 증가함에 따라 산화에 따른 무게 감소율이 0.85%로 실시예1(0.51%)에 따른 흑연 시험편보다 높은 값을 나타내었다고 판단된다.The graphite test piece according to Example 3 was impregnated with the impregnating agent in which the weight ratio of the solvent to the binder (1: 0.5) was lower than that of Example 1. When the weight ratio of the solvent is low, since the impregnation agent is hardly penetrated into the graphite compact in the impregnation process, the porosity of the graphite test piece according to Example 3 is increased as compared with that of Example 1, It is considered that the density and the mechanical strength of the graphite test piece were measured to be lower than that of the graphite test piece according to Example 1. [ Further, as the porosity of the graphite test piece according to Example 3 was increased, it was judged that the weight reduction rate due to oxidation was 0.85%, which was higher than that of the graphite test piece according to Example 1 (0.51%).

다음으로, 함침제에 포함되는 바인더 및 용매의 중량비율은 동일하되 함침 공정 조건 중 가압 시간이 상이한 실시예1, 실시예4 및 실시예5에 대하여 설명하면, 실시예1에 따른 흑연 시험편이 실시예4 및 실시예5에 따른 흑연 시험편보다 밀도가 높고 기계적 강도가 우수하였으며, 산화 안정성 평가시 무게 감소율 또한 더 낮은 값을 나타내었다.Next, description will be made for Examples 1, 4 and 5 in which the weight ratios of the binder and the solvent contained in the impregnant are the same and the pressurizing time is different among the impregnating process conditions. The graphite test piece according to Example 1 The density and the mechanical strength of the graphite test pieces according to Examples 4 and 5 were higher than those of the graphite test pieces according to Examples 4 and 5, and the weight reduction rate was also lower in the evaluation of the oxidation stability.

실시예4에 따른 흑연 시험편은 함침 공정 중 가압 공정이 실시예1보다 상대적으로 짧은 시간(5분)동안 수행되었다. 상기 가압 시간이 짧을 경우, 함침제가 흑연 성형체 내부 기공까지 침투하기 어렵기 때문에 실시예4에 따른 흑연 시험편의 기공도가 실시예1보다 증가하게 되며, 이에 따라 실시예4에 따른 흑연 시험편의 밀도 및 기계적 강도가 실시예1에 따른 흑연 시험편 보다 낮게 측정되었다고 사료된다. 또한, 실시예4에 따른 흑연 시험편의 기공도가 증가함에 따라 산화에 따른 무게 감소율이 0.81%로 실시예1에 따른 흑연 시험편(0.51%)보다 높은 값을 나타내었다고 판단된다.The graphite test piece according to Example 4 was subjected to the pressing process during the impregnation process for a relatively short time (5 minutes) as compared with Example 1. The porosity of the graphite test piece according to Example 4 is increased as compared with that of Example 1, so that the density and the density of the graphite test piece according to Example 4 are increased, It is considered that the mechanical strength was lower than that of the graphite test piece according to Example 1. [ Further, as the porosity of the graphite test piece according to Example 4 was increased, it was judged that the weight reduction rate due to oxidation was 0.81%, which was higher than that of the graphite test piece (0.51%) according to Example 1.

실시예5에 따른 흑연 시험편은 함침 공정 중 가압 공정이 실시예1보다 상대적으로 긴 시간(70분)동안 수행되었다. 상기 가압 시간이 길 경우, 함침제가 흑연 성형체 내부 기공까지 침투하기 쉬울 수 있으나, 함침 과정에서 흑연 성형체가 연화되거나 상기 흑연 성형체 내부에 크랙이 발생할 수 있다. 실시예5에 따른 흑연 시험편의 밀도(1.66g/ml)는 실시예1에 따른 흑연 시험편의 밀도(1.67g/ml)와 근접한 수치를 나타내고 있으나, 실시예5에 따른 흑연 시험편의 기계적 강도(31MPa)는 실시예1에 따른 흑연 시험편의 기계적 강도(36MPa)보다 상대적으로 낮은 결과를 볼 수 있다. 이를 통해 가압 시간이 길어질 경우, 제조되는 흑연 시험편의 기계적 강도가 오히려 저하될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예5에 따른 흑연 시험편의 무게 감소율은 0.67%이며, 높은 밀도를 가지고 있음에도 불구하고 실시예5에 따른 흑연 시험편의 무게 감소율이 실시예1에 따른 흑연 시험편의 무게 감소율보다 높은 이유는 함침 과정에서 상기 흑연 성형체 내부 크랙의 발생으로 인해 산화 안정성 평가 시 상기 크랙으로 기체가 유입되어 무게 감소율이 증가하였다고 판단된다.The graphite test piece according to Example 5 was subjected to the pressurizing process during the impregnation process for a relatively long time (70 minutes) as compared with Example 1. If the pressing time is long, the impregnation agent may easily penetrate into the pores of the graphite shaped body, but the graphite shaped body may be softened or a crack may be generated in the graphite shaped body during the impregnation process. Although the density (1.66 g / ml) of the graphite test piece according to Example 5 is close to the density (1.67 g / ml) of the graphite test piece according to Example 1, the mechanical strength of the graphite test piece according to Example 5 ) Is relatively lower than the mechanical strength (36 MPa) of the graphite test piece according to Example 1. As a result, it can be seen that when the pressing time is prolonged, the mechanical strength of the graphite test piece to be produced may be lowered. The weight reduction rate of the graphite test piece according to Example 5 is 0.67% and the weight reduction rate of the graphite test piece according to Example 5 is higher than that of the graphite test piece according to Example 1, It was judged that the weight reduction rate was increased due to the flow of gas into the cracks in the evaluation of the oxidation stability due to the occurrence of cracks in the graphite compact.

다음으로, 함침제에 포함되는 바인더 및 용매의 중량비율은 동일하되 함침 공정 조건 중 가압 압력이 상이한 실시예1, 실시예6 및 실시예7에 대하여 설명한다.Next, Examples 1, 6 and 7 in which the weight ratios of the binder and the solvent contained in the impregnant are the same and the pressing pressures of the impregnating process conditions are different will be described.

실시예6에 따른 흑연 시험편은 함침 공정 중 가압 공정이 실시예1보다 상대적으로 높은 압력(5bar)에서 수행되었다. 가압 압력이 높을 경우, 함침제가 흑연 성형체 내부 기공까지 침투하기 쉬울 수 있으나, 함침 과정에서 흑연 성형체가 연화되거나 상기 흑연 성형체 내부에 크랙이 발생할 수 있다. 실시예6에 따른 흑연 시험편의 밀도(1.65g/ml)는 실시예1에 따른 흑연 시험편의 밀도(1.67g/ml)와 근접한 수치를 나타내고 있으나, 실시예6에 따른 흑연 시험편의 기계적 강도(32MPa)는 실시예1에 따른 흑연 시험편의 기계적 강도(36MPa)보다 상대적으로 낮은 결과를 볼 수 있다. 이를 통해 가압 압력이 높을 경우, 제조되는 흑연 시험편의 기계적 강도가 오히려 저하될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예6에 따른 흑연 시험편의 무게 감소율은 0.68%이며, 1.65 g/ml의 높은 밀도를 가지고 있음에도 불구하고 실시예6에 따른 흑연 시험편의 무게 감소율이 실시예1에 따른 흑연 시험편의 무게 감소율보다 높은 이유는 함침 과정에서 상기 흑연 성형체 내부 크랙의 발생으로 인해 산화 안정성 평가 시 상기 크랙으로 기체가 유입되어 무게 감소율이 증가하였다고 판단된다.The graphite test piece according to Example 6 was subjected to a pressurization process during the impregnation process at a relatively higher pressure (5 bar) than that in Example 1. If the pressing pressure is high, the impregnation agent may easily penetrate into the pores of the graphite compact, but the graphite compact may be softened during the impregnation process or a crack may be generated in the graphite compact. Although the density (1.65 g / ml) of the graphite test piece according to Example 6 is close to the density (1.67 g / ml) of the graphite test piece according to Example 1, the mechanical strength of the graphite test piece according to Example 6 ) Is relatively lower than the mechanical strength (36 MPa) of the graphite test piece according to Example 1. As a result, it can be seen that when the pressurizing pressure is high, the mechanical strength of the graphite test piece to be produced may be rather lowered. The weight reduction rate of the graphite test piece according to Example 6 was 0.68% and the weight reduction rate of the graphite test piece according to Example 6 was higher than that of the graphite test piece according to Example 1 It is judged that the weight reduction rate is increased due to the introduction of the gas into the crack in the evaluation of the oxidation stability due to the occurrence of the crack in the graphite compact during the impregnation process.

실시예7에 따른 흑연 시험편은 함침 공정 중 가압 공정이 실시예1보다 상대적으로 낮은 압력(0.5bar)에서 수행되었다. 가압 압력이 낮을 경우, 함침제가 흑연 성형체 내부 기공까지 침투하기 어렵기 때문에 실시예7에 따른 흑연 시험편의 기공도가 실시예1보다 증가하게 되며, 이에 따라 실시예7에 따른 흑연 시험편의 밀도 및 기계적 강도가 실시예1에 따른 흑연 시험편 보다 낮게 측정되었다고 사료된다. 또한, 실시예7에 따른 흑연 시험편의 기공도가 증가함에 따라 산화에 따른 무게 감소율이 0.81%로 실시예1에 따른 흑연 시험편의 무게 감소율(0.51%)보다 높은 값을 나타내었다고 판단된다.The graphite test piece according to Example 7 was subjected to a pressurizing process during the impregnation process at a relatively lower pressure (0.5 bar) than that in Example 1. The porosity of the graphite test piece according to Example 7 is higher than that of Example 1 because the impregnation agent is less likely to penetrate into the pores in the graphite molded body. Accordingly, the density and mechanical It is considered that the strength was lower than that of the graphite test piece according to Example 1. Further, as the porosity of the graphite test piece according to Example 7 increased, the weight reduction rate due to oxidation was 0.81%, which is higher than the weight reduction rate (0.51%) of the graphite test piece according to Example 1.

다음으로, 함침 공정을 수행하지 않거나, 함침 공정을 수행하되 감압 또는 가압 공정만을 수행한 비교예1 내지 비교예3에 대하여 설명한다.Next, Comparative Example 1 to Comparative Example 3 in which the impregnation step is not performed or the impregnation step is performed but only the depressurization or pressurization step is performed will be described.

비교예1에 따른 흑연 시험편은 함침 공정을 수행하되 감압 공정만을 수행하여 제조되었으며, 비교예1에 따른 흑연 시험편의 밀도 및 기계적 강도는 실시예1에 따른 흑연 시험편보다 낮게 측정되었으며, 이는 함침제가 흑연 성형체 내부 기공까지 침투되지 못했기 때문이라고 판단된다.The density and the mechanical strength of the graphite test piece according to Comparative Example 1 were measured to be lower than that of the graphite test piece according to Example 1, It is judged that it was not penetrated into the pores of the molded body.

또한, 비교예2에 따른 흑연 시험편은 함침 공정을 수행하되 가압 공정만을 수행하여 제조되었으며, 비교예2에 따른 흑연 시험편도 비교예1에 따른 흑연 시험편처럼 실시예1에 따른 흑연 시험편보다 밀도 및 기계적 강도가 낮게 측정되었다.In addition, the graphite test piece according to Comparative Example 2 was manufactured by performing the impregnation process but only the pressurizing process, and the graphite test piece according to Comparative Example 2 had higher density and mechanical strength than the graphite test piece according to Example 1, The strength was measured low.

또한, 비교예3에 따른 흑연 시험편은 함침 공정을 수행하지 않고 제조되었으며, 비교예3에 따른 흑연 시험편은 실시예1에 따른 시험편보다 현저히 낮은 밀도 및 기계적 강도를 나타냈으며, 특히 산화 안정성 평가시 무게 감소율이 매우 큰 값(5.76%)을 나타내었다.The graphite test piece according to Comparative Example 3 was produced without the impregnation step, and the graphite test piece according to Comparative Example 3 showed significantly lower density and mechanical strength than the test piece according to Example 1, (5.76%) which is very large.

이를 통해 흑연 트레이 제조시 감압 및 가압 함침 공정이 동시에 수행됨으로써, 제조되는 흑연 트레이의 밀도, 기계적 강도 및 산화 안정성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있으며, 함침제 조성 및 함침 공정의 조건 역시 제조되는 흑연 트레이의 물성과 안정성을 결정하는 중요한 요소임을 알 수 있다. Mechanical density and mechanical stability and oxidation stability of the graphite tray can be improved by simultaneously performing the depressurization process and the pressure impregnation process in the production of the graphite tray. It is important to determine the physical properties and stability of the tray.

따라서, 본 발명에 따른 열처리용 고내구성 흑연 트레이 제조 방법을 통해 산화 안정성이 높은 흑연 트레이를 제공할 수 있으며, 본 발명에 일 실시예에 따른 흑연 트레이의 사진을 도3에 나타내었다.Therefore, a graphite tray having high oxidation stability can be provided through the method for producing a highly durable graphite tray for heat treatment according to the present invention, and a photograph of the graphite tray according to one embodiment of the present invention is shown in FIG.

본 발명에 있어서 "산화 안정성"은 흑연 트레이를 대기 분위기에서 가열하였을 때, 산화되지 않는 특성을 나타내는 용어이며, 무게감소율이 낮을수록 산화 안정성이 우수하다는 것을 의미한다.In the present invention, "oxidation stability" means a property of not being oxidized when the graphite tray is heated in an atmospheric environment, and the lower the weight reduction rate, the better the oxidation stability.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10: 흑연 성형체
11: 흑연
12: 기공
20: 함침된 흑연 성형체
22: 함침된 흑연 성형체의 기공
22a, 32a: 함침되지 않은 부분
22b, 32b: 함침된 부분
30: 감압 후 흑연 성형체
32: 감압 후 흑연 성형체의 기공
40: 가압 후 흑연 성형체
42: 가압 후 흑연 성형체의 기공
10: Graphite molded body
11: graphite
12: Engineering
20: impregnated graphite shaped body
22: Porosity of impregnated graphite shaped body
22a, 32a: a portion not impregnated
22b, 32b: impregnated part
30: Graphite molded article after decompression
32: Porosity of graphite formed body after decompression
40: Graphite formed body after pressurization
42: Porosity of graphite formed body after pressurization

Claims (10)

(1) 흑연 분말과 제1바인더를 포함하는 흑연 혼합조성물을 제조하는 단계;
(2) 상기 흑연 혼합조성물을 성형하여 흑연 성형체를 제조하는 단계;
(3) 상기 흑연 성형체를 1차 탄화시키는 단계;
(4) 1차 탄화된 흑연 성형체의 기공도를 낮추기 위해 상기 1차 탄화된 흑연 성형체를 제2바인더와 유기용매가 1:0.8 내지 1:1.2의 중량비율로 혼합된 함침제에 함침시킨 후 감압 및 가압하는 단계; 및
(5) 함침된 흑연 성형체를 2차 탄화시켜 흑연 트레이를 제조하는 단계;
를 포함하는 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법.
(1) preparing a graphite mixed composition comprising graphite powder and a first binder;
(2) molding the graphite mixed composition to produce a graphite molded body;
(3) primary carbonizing the graphite molded body;
(4) In order to lower the porosity of the primary carbonized graphite molded body, the primary carbonized graphite molded body is impregnated with the impregnant mixed with the second binder and the organic solvent at a weight ratio of 1: 0.8 to 1: 1.2, And pressing; And
(5) secondary carbonizing the impregnated graphite molded body to produce a graphite tray;
Wherein the high-strength graphite tray is made of a metal.
제1항에 있어서,
상기 흑연 분말은 흑연 가공 부산물인 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the graphite powder is a by-product of graphite processing.
제1항에 있어서,
상기 흑연 혼합조성물은 상기 흑연 분말과 제1바인더를 1:0.1 내지 1:0.3의 중량비율로 혼합하여 제조되는 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the graphite mixed composition is prepared by mixing the graphite powder and the first binder in a weight ratio of 1: 0.1 to 1: 0.3.
제1항에 있어서,
상기 (2)단계는 상기 흑연 혼합조성물을 1분 내지 5분 동안 2000bar 내지 4000bar의 압력으로 가압하여 수행되는 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (2) is performed by pressing the graphite mixed composition at a pressure of 2000 bar to 4000 bar for 1 minute to 5 minutes.
제1항에 있어서,
상기 (3)단계의 1차 탄화는 900℃ 내지 1100℃의 온도에서 열처리하여 수행되는 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the primary carbonization in the step (3) is performed by heat treatment at a temperature of 900 to 1100 占 폚.
제1항에 있어서,
상기 (4)단계는 상기 함침제가 담긴 함침기에 상기 1차 탄화된 흑연 성형체를 투입하고, 1×10-3bar 내지 1×10-4bar의 압력으로 감압한 후, 이어서 1.0bar 내지 4.0bar의 압력으로 10분 내지 60분 동안 가압하는 방법으로 적어도 1회 수행되는 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the step (4), the primary carbonized graphite molded body is charged into an impregnation device containing the impregnation agent, the pressure is reduced to a pressure of 1 × 10 -3 bar to 1 × 10 -4 bar and then a pressure of 1.0 bar to 4.0 bar Wherein the pressurization is performed at least once for 10 minutes to 60 minutes under pressure.
제1항에 있어서,
상기 (5)단계의 2차 탄화는 1500℃ 내지 1900℃의 온도에서 열처리하여 수행되는 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the secondary carbonization in the step (5) is performed by performing a heat treatment at a temperature of 1500 to 1900 占 폚.
제1항에 있어서,
상기 제1바인더 및 제2바인더는 페놀 수지인 열처리용 고내구성 흑연 트레이의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first binder and the second binder are phenolic resins.
수용부를 가지며, 밀도가 1.6 g/ml 이상인 열처리용 고내구성 흑연 트레이.High durability graphite tray for heat treatment with receptacles and density greater than 1.6 g / ml. 제9항에 있어서,
공기 분위기, 600℃의 온도에서 1시간 동안 유지하였을 때, 상기 흑연 트레이의 산화에 따른 무게감소율이 1% 이하인 열처리용 고내구성 흑연 트레이.
10. The method of claim 9,
Resistant graphite tray for heat treatment having a weight reduction rate of 1% or less by oxidation of the graphite tray when maintained at a temperature of 600 ° C for 1 hour in an air atmosphere.
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