KR20190059681A - 벌크흑연 복합체 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벌크흑연 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복합체 내에 박리현상이 발생하지 않고, 굽힘강도가 우수한 동시에 전기적 특성이 우수한 벌크흑연 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

벌크흑연 복합체 및 이의 제조방법{Bulk graphite composite and manufacturing method thereof}
본 발명은 벌크흑연 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복합체 내에 박리현상이 발생하지 않고, 굽힘강도가 우수한 동시에 전기적 특성이 우수한 벌크흑연 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
탄소는 기계 및 화학공업 분야에서 중요한 역할을 하는 화학적으로 안정한 원소로서, 물리적으로는 금속적 성질과 세라믹적인 성질을 모두 지니고 있고, c축 방향으로 반 데르 발스 결합을 하고 있으며, 그에 수직인 a, b면 상에는 공유결합을 하고 있어 큰 이방성을 나타내는 특성을 지닌다. 특히, 금속이나 세라믹에서 볼 수 없는 윤활성, 내열성, 내열 충격성, 열전도성, 내식성 등이 우수한 재료로 여겨지고 있다. 탄소재가 기계용 씰로 이용되기 위하여는 밀도가 높아 기밀성을 유지할 수 있어야 하며, 우수한 마찰안정성을 가질 것이 요구된다.
벌크 흑연은 우수한 열적, 물리적 특성 때문에 가장 중요한 고온재료 중 하나로 각광받고 있다. 하지만 벌크 흑연의 특성 상 복잡하거나 큰 형상의 기물은 가공 및 제조 중 다양한 문제점을 야기시키며, 이러한 문제점을 보완하기 위한 방법으로, 접합기술에 대한 연구가 진행되고 있다.
종래에는 탄소재료의 접합을 위해 리벳, 볼트, 용접 및 브레이징 등의 고전적인 방법이 사용되었으나, 리벳 및 볼트에 의한 방법은 재료에 구멍을 뚫어 초과적인 압력을 가하게 되고, 이는 결합력을 감소시킬 수 있고, 용접 및 브레이징에 의한 방법은 탄소재료의 표면 활성화를 위해 단가가 높은 금속이 필요하다. 이에, 탄소재료의 접합 특성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행 중이다.
최근 고온 접착 방법이 간단한 공정에 비해 접합면 전체에 의해 하중을 전달시킬 수 있기 때문에 가장 유망한 방법 중 하나로 대두되고 있다. 종래의 고온 접합제는 열 저항성을 위해 무기 접합제 특히 세라믹 원료를 주로 하는 것이 사용되었으나, 무기 고온 접착제는 접합력이 약하고, 다른 접합 방식과 결합하여 사용되었으며, 크기에 제한적이었다.
이에 따라, 복합체 내에 박리현상이 발생하지 않고, 굽힘강도가 우수한 동시에 전기적 특성이 우수한 벌크흑연 복합체에 대한 연구가 시급한 실정이다.
KR 10-2004-0043528 A
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 해결하려는 과제는 복합체 내에 박리현상이 발생하지 않고, 굽힘강도가 우수한 동시에 전기적 특성이 우수한 벌크흑연 복합체 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, (1) 페놀계 수지 및 유기용매를 포함하는 바인더를 제조하는 단계; (2) 흑연분말 및 상기 바인더를 혼합하여 강도 보강용 페이스트를 제조하는 단계; (3) 상기 강도 보강용 페이스트를 벌크흑연에 처리하는 단계; (4) 벌크흑연에 처리한 강도 보강용 페이스트를 경화시키는 단계; 및 (5) 탄화공정을 통해 벌크흑연과 경화시킨 강도 보강용 페이스트를 접합하는 단계;를 포함하는 벌크흑연 복합체 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 바인더는 페놀계 수지 및 유기용매를 1 : 0.1 ~ 10의 중량비로 포함할 수 있다.
또한, 상기 (2) 단계의 흑연분말은 토상흑연, 인조흑연 및 천연흑연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 분말일 수 있다.
또한, 상기 (2) 단계의 혼합은 흑연분말 및 바인더를 1 : 0.8 ~ 10의 부피비로, 3 ~ 13시간 동안 교반하여 수행할 수 있다.
또한, 상기 (3) 단계는 벌크흑연에 강도 보강용 페이스트를 도포하고, 2 ~ 25 ㎫의 압력으로 가압하여 수행할 수 있다.
또한, 상기 (4) 단계는 70 ~ 120℃에서 0.5 ~ 2.5 시간 동안 수행할 수 있다.
또한, 상기 (5) 단계는 600 ~ 1200℃에서 0.5 ~ 3.5 시간동안 수행할 수 있다.
또한, 상기 페놀계 수지는 분말상일 수 있다.
또한, 상기 유기용매는 에탄올, 메탄올, 아세톤, 포름알데히드 및 헥사메틸렌테트라민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 제조방법으로 제조되는 벌크흑연 복합체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 벌크흑연 복합체는 굽힘강도가 6 ~ 46 ㎫일 수 있다.
또한, 상기 벌크흑연 복합체는 비저항이 9 ~ 14 μΩ·m 일 수 있다.
본 발명의 벌크흑연 복합체는 복합체 내에 박리현상이 발생하지 않고, 굽힘강도가 우수한 동시에 전기적 특성이 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 벌크흑연 복합체 제조방법의 공정 순서도이다.
이하 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.
본 발명의 일실시예에 따른 벌크흑연 접합체는 도 1에 도시된 바와 같이, (1) 페놀계 수지 및 유기용매를 포함하는 바인더를 제조하는 단계(S1); (2) 흑연분말 및 상기 바인더를 혼합하여 강도 보강용 페이스트를 제조하는 단계(S2); (3) 상기 강도 보강용 페이스트를 벌크흑연에 처리하는 단계(S3); (4) 벌크흑연에 처리한 강도 보강용 페이스트를 경화시키는 단계(S4); 및 (5) 탄화공정을 통해 벌크흑연과 경화시킨 강도 보강용 페이스트를 접합하는 단계(S5);를 포함하는 제조방법을 통해 제조된다.
먼저, 페놀계 수지 및 유기용매를 포함하는 바인더를 제조하는 (1) 단계(S1);에 대하여 설명한다.
상기 페놀계 수지는 당업계에서 통상적으로 바인더를 제조하는데 사용할 수 있는 페놀계 수지라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 노볼락계, 레졸계, 알킬페놀계 및 로진변성계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 노볼락계 또는 레졸계를 사용할 수 있다. 또한, 상기 페놀계 수지의 형상은 당업계에서 통상적으로 바인더를 제조하는데 사용할 수 있는 페놀계 수지라면 제한되지 않으며, 바람직하게는 분말상의 페놀계 수지를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 유기용매는 당업계에서 통상적으로 바인더를 제조하는데 사용할 수 있는 유기용매라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에탄올, 메탄올, 아세톤, 포름알데히드 및 헥사메틸렌테트라민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 에탄올 및 메탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
한편, 상기 바인더는 페놀계 수지 및 유기용매를 1 : 0.1 ~ 10의 중량비로, 바람직하게는 1 : 0.1 ~ 9의 중량비로 포함할 수 있다. 만일 상기 페놀계 수지 및 유기용매의 중량비가 1 : 0.1 미만이면 벌크흑연 복합체의 내구성이 좋지 않은 문제가 발생할 수 있고, 상기 페놀계 수지 및 유기용매의 중량비가 1 : 10을 초과하면 목적하는 수준으로 벌크흑연 복합체의 굽힘강도가 향상되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
다음, 흑연분말 및 상기 바인더를 혼합하여 강도 보강용 페이스트를 제조하는 (2) 단계(S2);에 대하여 설명한다.
상기 흑연분말은 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 흑연분말이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 토상흑연, 인조흑연 및 천연흑연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
한편, (2) 단계의 혼합은 당업계에서 통상적으로 페이스트를 제조할 때, 사용되는 조건이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 흑연분말 및 상기 바인더를 1 : 0.8 ~ 10의 부피비로, 3 ~ 13 시간 동안, 보다 바람직하게는 흑연분말 및 상기 바인더를 1 : 1 ~ 9의 부피비로 4 ~ 12 시간 동안 교반하여 수행할 수 있다. 만일 흑연분말 및 상기 바인더의 부피비가 1 : 0.8 미만이면 벌크흑연 복합체의 전기적 특성이 좋지 않은 문제가 발생할 수 있고, 부피비가 1 : 10을 초과하면 벌크흑연 복합체의 굽힘강도가 좋지 않은 문제가 발생할 수 있다. 또한, 만일 상기 혼합 시간이 4 시간 미만이면 흑연분말이 균일하게 분산되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 13 시간을 초과하면 흑연분말의 재응집 문제가 발생할 수 있다.
다음, 상기 강도 보강용 페이스트를 벌크흑연에 처리하는 (3) 단계(S3);를 설명한다.
상기 벌크흑연은 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 벌크흑연이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 등방성형을 통해 제조되는 등방성 벌크흑연일 수 있다.
한편, 상기 (3) 단계는 벌크흑연에 강도 보강용 페이스트를 도포하고, 2 ~ 25㎫의 압력으로, 바람직하게는 3 ~ 23㎫의 압력으로 가압하여 수행할 수 있다. 벌크흑연에 강도 보강용 페이스트를 도포한 후, 가압공정을 수행함에 따라 강도 보강용 페이스트가 벌크흑연의 표면 및 기공에 용이하게 고정될 수 있다. 만일 상기 가압하는 압력이 2 ㎫ 미만이면 벌크흑연에 강도 보강용 페이스트가 고정되지 않음에 따라 굽힘강도가 좋지 않은 문제가 발생할 수 있고, 상기 압력이 25 ㎫를 초과하면 벌크흑연 복합체의 내구성에 문제가 발생할 수 있다.
다음, 벌크흑연에 처리한 강도 보강용 페이스트를 경화시키는 (4) 단계(S4);에 대하여 설명한다.
상기 (4) 단계의 경화는, 당업계에서 통상적으로 페놀계 수지를 포함하는 페이스트를 경화시키는 조건이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 70℃ ~ 120℃에서 0.5 ~ 2.5 시간 동안, 보다 바람직하게는 75℃ ~ 115℃에서 1 ~ 2 시간동안 수행할 수 있다. 만일 상기 경화 온도가 70℃미만이거나 경화 시간이 0.5 시간 미만이면 미경화된 강도 보강용 페이스트가 잔존함에 따라 벌크흑연 복합체의 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 경화 온도가 120℃를 초과하거나 경화 시간이 2.5 시간을 초과하면 팽창 및 부풀음의 문제가 발생할 수 있다.
다음, 탄화공정을 통해 벌크흑연과 경화시킨 강도 보강용 페이스트를 접합하는 (5) 단계(S5);에 대하여 설명한다.
상기 (5) 단계의 탄화는, 당업계에서 통상적으로 흑연을 탄화시킬 수 있는 조건이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 600℃ ~ 1200℃에서 0.5 ~ 3.5 시간 동안 수행할 수 있고, 보다 바람직하게는 700℃ ~ 1100℃에서 1 ~ 3 시간 동안 수행할 수 있다. 만일 상기 탄화의 온도가 600℃ 미만이거나 탄화의 시간이 0.5 시간 미만이면 벌크흑연과 경화시킨 강도 보강용 페이스트 간에 목적하는 수준으로 접합이 되지 않음에 따라, 벌크흑연 복합체의 굽힘강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 탄화의 온도가 1200℃를 초과하거나 탄화의 시간이 3.5 시간을 초과하면 벌크흑연 복합체의 내구성이 좋지 않은 문제가 발생할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 제조방법으로 제조되는 벌크흑연 복합체를 제공한다.
상기 벌크흑연 복합체는 굽힘강도가 6 ~ 46 ㎫일 수 있고, 바람직하게는 굽힘강도가 6.8 ~ 44.6 ㎫일 수 있다. 상기 벌크흑연 복합체의 굽힘강도가 상기 범위를 만족함에 따라 우수한 열적, 물리적 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 벌크흑연 복합체는 비저항이 9 ~ 14μΩ·m, 바람직하게는 비저항이 10.08 ~ 13.29 μΩ·m일 수 있다. 비저항은 물질 고유의 단위 면적당 단위 길이당 저항을 의미하며, 비저항은 전자의 이동에 대한 물질 특성이므로 비저항은 물질마다 고유한 값을 가진다. 전자가 물질을 통과할 때 주변과의 충돌로 인해 이동 속도가 일정한 값 범위 안에 놓이게 되는데, 이 속도를 평균한 값은 물질마다 일정하여 물질의 특성이 된다. 이 평균 속도와 반비례하면서 전자의 이동을 방해하는 것이 비저항이다. 전자의 평균 속도는 온도에 따라 달라 비저항도 온도에 따라 달라지며, 도체인 경우 온도에 비례하고 반도체인 경우 온도에 반비례한다. 일반적으로 비저항이 ρ인 물질의 물체가 단면적이 S, 길이가 L일 때 저항 R은 R = ρ L/S로 주어진다.
상기 벌크흑연 복합체의 비저항이 상기 범위를 만족함에 따라 우수한 전기적 특성을 나타낼 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 벌크흑연 복합체는 복합체 내에 박리현상이 발생하지 않고, 굽힘강도가 우수한 동시에 전기적 특성이 우수한 효과를 나타낸다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[ 실시예 ]
실시예 1: 벌크흑연 복합체의 제조
(1) 강도 보강용 페이스트 제조
페놀계 수지(CB-8081, 강남화성)와 에탄올을 1 : 5의 중량비로 혼합하여 바인더를 제조하고, 토상 흑연분말(AOP, 범용상사) 및 제조한 바인더를 1 : 5.5의 중량비로 8시간 동안 교반하여 강도 보강용 페이스트를 제조하였다.
(2) 벌크흑연 복합체 제조
제조한 강도 보강용 페이스트를 벌크흑연(G347, Tokai carbon)에 도포하고, 13 ㎫의 압력을 가하여 벌크흑연에 강도 보강용 페이스트를 고정시키고, 벌크흑연에 고정시킨 강도 보강용 페이스트를 100℃에서 1.5 시간 동안 건조 및 경화시킨 후, 질소분위기 및 900℃에서 2 시간 동안 탄화공정을 수행하여 벌크흑연과 경화시킨 강도 보강용 페이스트를 접합시켜서 벌크흑연 복합체를 제조하였다.
실시예 2 ~ 21 및 비교예 1 ~ 3
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 흑연분말의 종류, 페놀계 수지와 유기용매의 중량비, 흑연분말과 바인더의 부피비, 가압 압력, 경화공정 및 탄화공정 조건 등을 달리하여 표 1 내지 표 5와 같은 벌크흑연 복합체를 제조하였다.
비교예 4
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 보론카바이드(B4C) 분말을 페놀수지와 교반하여 페이스트 제조 방법으로 벌크흑연 복합체를 제조하였다.
< 실험예 >
상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 벌크흑연 복합체에 대해 하기의 물성을 측정하여 하기 표 1 내지 표 5에 나타내었다.
1. 굽힘강도 측정
상기 실시예 및 비교예 를 통해 제조된 벌크흑연 복합체를 두께 1㎝ 로 성형하고, 만능재료시험기(i-50, EXEL LAB)를 이용하여 1mm/min 속도로 3점굽힘시험 방법을 통하여 굽힘강도를 측정하였다.
2. 비저항 측정
상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 벌크흑연 복합체에 대하여 복합체에 전압을 인가하여 측정되는 전류량을 이용한 전압강하법으로 비저항을 측정하였다.
3. 내구성 평가
상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 벌크흑연 복합체에 대하여 내구성을 평가하였다.
이때, 평가결과 어떠한 이상도 없는 경우 ○, 페이스트의 박리, 벌크흑연 복합체의 파손 등 중 어떠한 이상이라도 발생하는 경우 ×로 나타내었다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
바인더 제조 페놀계 수지와 유기용매 중량비 1:5 1:0.05 1:9 1:12 1:5
강도 보강용 페이스트 제조 흑연분말 종류 토상흑연 토상흑연 토상흑연 토상흑연 인조흑연
흑연분말과 바인더의 부피비 1:5.5 1:5.5 1:5.5 1:5.5 1:5.5
강도 보강용 페이스트 처리 가압압력(㎫) 13 13 13 13 13
경화단계 온도(℃) 100 100 100 100 100
탄화단계 온도(℃) 900 900 900 900 900
굽힘강도(㎫) 44.6 42.8 21.9 5.6 43.9
비저항(μΩ·m) 11.12 11.7 11.52 11.54 11.13
내구성 평가 ○ × ○ ○ ○
구분 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9 실시예10
바인더 제조 페놀계 수지와 유기용매 중량비 1:5 1:5 1:5 1:5 1:5
강도 보강용 페이스트 제조 흑연분말 종류 천연흑연 토상흑연 토상흑연 토상흑연 토상흑연
흑연분말과 바인더의 부피비 1:5.5 1:0.5 1:1 1:1.5 1:9
강도 보강용 페이스트 처리 가압압력(㎫) 13 13 13 13 13
경화단계 온도(℃) 100 100 100 100 100
탄화단계 온도(℃) 900 900 900 900 900
굽힘강도(㎫) 44.1 38.8 32.2 39.1 22.3
비저항(μΩ·m) 11.17 16.9 13.29 11.91 10.08
내구성 평가 ○ ○ ○ ○ ○
구분 실시예11 실시예12 실시예13 실시예14 실시예15
바인더 제조 페놀계 수지와 유기용매 중량비 1:5 1:5 1:5 1:5 1:5
강도 보강용 페이스트 제조 흑연분말 종류 토상흑연 토상흑연 토상흑연 토상흑연 토상흑연
흑연분말과 바인더의 부피비 1:12 1:5.5 1:5.5 1:5.5 1:5.5
강도 보강용 페이스트 처리 가압압력(㎫) 13 1 3 23 26
경화단계 온도(℃) 100 100 100 100 10
탄화단계 온도(℃) 900 900 900 900 900
굽힘강도(㎫) 4.8 5.2 6.8 44.2 48.7
비저항(μΩ·m) 8.87 11.49 11.7 11.56 12.1
내구성 평가 ○ ○ ○ ○ ×
구분 실시예16 실시예17 실시예18 실시예19 실시예20
바인더 제조 페놀계 수지와 유기용매 중량비 1:5 1:5 1:5 1:5 1:5
강도 보강용 페이스트 제조 흑연분말 종류 토상흑연 토상흑연 토상흑연 토상흑연 토상흑연
흑연분말과 바인더의 부피비 1:5.5 1:5.5 1:5.5 1:5.5 1:5.5
강도 보강용 페이스트 처리 가압압력(㎫) 13 13 13 13 13
경화단계 온도(℃) 60 130 100 100 100
탄화단계 온도(℃) 900 900 500 700 1100
굽힘강도(㎫) 38.7 5.3 5.1 21.7 39.6
비저항(μΩ·m) 12.21 11.98 11.82 11.09 11.16
내구성 평가 × × ○ ○ ○
구분 실시예21 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
바인더 제조 페놀계 수지와 유기용매 중량비 1:5 1:5 1:5 1:5 1:5
강도 보강용 페이스트 제조 흑연분말 종류 토상흑연 토상흑연 토상흑연 - 보론
카바이드
흑연분말과 바인더의 부피비 1:5.5 1:5.5 1:5.5 - -
강도 보강용 페이스트 처리 가압압력(㎫) 13 13 13 13 -
경화단계 온도(℃) 100 - 100 100 -
탄화단계 온도(℃) 1300 900 - 900 1200
굽힘강도(㎫) 38.3 11.3 3.8 2.4 18
비저항(μΩ·m) 11.27 12.07 11.86 19.73 -
내구성 평가 × × ○ ○ ○
상기 표 1 내지 표 5에서 알 수 있듯이,
본 발명에 따른 흑연분말의 종류, 페놀계 수지와 유기용매의 중량비, 흑연분말과 바인더의 부피비, 가압 압력, 경화공정 및 탄화공정 조건 등을 모두 만족하는 실시예 1, 실시예 3, 실시예 5, 실시예 6, 실시예 8 ~ 10, 실시예 13, 실시예 14, 실시예 19 및 실시예 20이, 이 중에서 하나라도 누락된 실시예 2, 실시예 7, 실시예 11, 실시예 12, 실시예 15 ~ 18, 실시예 21 및 비교예 1 ~ 4에 비하여 굽힘강도가 우수하고, 비저항이 낮아 전기적 특성이 우수하며, 벌크흑연 복합체의 내구성이 우수하였다.
구체적으로, 본 발명에 따른 페놀계 수지와 유기용매의 중량비를 만족하는 실시예 1 및 실시예 3이, 이를 만족하지 못하는 실시예 2에 비하여 내구성이 우수하였고, 실시예 4에 비하여 굽힘강도가 우수하였다.
또한, 본 발명에 따른 흑연분말의 종류를 만족하는 실시예 1, 실시예 5 및 실시예 6은 굽힘강도가 우수하고, 비저항이 낮아 전기적 특성이 우수하며, 벌크흑연 복합체의 내구성이 우수하였다.
또한, 본 발명에 따른 흑연분말과 바인더의 부피비를 만족하는 실시예 1, 실시예 8 ~ 실시예 10이, 이를 만족하지 못하는 실시예 7에 비하여 비저항이 낮아 전기적 특성이 우수하였으며, 실시예 11에 비하여 굽힘강도가 우수하였다.
또한, 본 발명에 따른 가압단계의 압력 범위를 만족하는 실시예 1, 실시예 13 및 실시예 14가, 이를 만족하지 못하는 실시예 12에 비하여 굽힘강도가 우수하였고, 실시예 15에 비하여 내구성이 우수하였다.
또한, 본 발명에 따른 경화 온도의 범위를 만족하는 실시예 1이, 이를 만족하지 못하는 실시예 16에 비하여 내구성이 우수하였고, 실시예 17에 비하여 굽힘강도 및 내구성이 우수하였다.
또한, 본 발명에 따른 탄화 온도의 범위를 만족하는 실시예 1, 실시예 19 및 실시예 20이, 이를 만족하지 못하는 실시예 18에 비하여 굽힙강도가 우수하였고, 실시예 21에 비하여 내구성이 우수하였다.
또한, 본 발명에 따른 경화공정을 수행한 실시예 1이, 경화공정을 수행하지 않은 비교예 1에 비하여 굽힘강도 및 내구성이 우수하였다.
또한, 본 발명에 따른 탄화공정을 수행한 실시예 1이, 탄화공정을 수행하지 않은 비교예 2에 비하여 굽힘강도가 현저히 우수하였다.
또한, 본 발명에 따른 흑연분말을 포함하는 강도 보강용 페이스트를 사용한 실시예 1이, 흑연분말을 사용하지 않은 비교예 3에 비하여 굽힘강도가 현저히 우수하고, 비저항이 낮아 전기적 특성이 우수하였다.
또한, 본 발명에 따른 흑연분말을 포함하는 강도 보강용 페이스트를 사용한 실시예 1이, 세라믹을 사용한 비교예 4에 비하여 굽힘강도가 우수하고, 비저항이 낮아 전기적 특성이 우수하였다.
이상에서 본 발명의 일 실시 예에 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.

Claims (12)

  1. (1) 페놀계 수지 및 유기용매를 포함하는 바인더를 제조하는 단계;
    (2) 흑연분말 및 상기 바인더를 혼합하여 강도 보강용 페이스트를 제조하는 단계;
    (3) 상기 강도 보강용 페이스트를 벌크흑연에 처리하는 단계;
    (4) 벌크흑연에 처리한 강도 보강용 페이스트를 경화시키는 단계; 및
    (5) 탄화공정을 통해 벌크흑연과 경화시킨 강도 보강용 페이스트를 접합하는 단계;를 포함하는 벌크흑연 복합체 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 페놀계 수지 및 유기용매를 1 : 0.1 ~ 10의 중량비로 포함하는 벌크흑연 복합체 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (2) 단계의 흑연분말은 토상흑연, 인조흑연 및 천연흑연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 분말인 벌크흑연 복합체 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (2) 단계의 혼합은
    흑연분말 및 바인더를 1 : 0.8 ~ 10의 부피비로, 3 ~ 13시간 동안 교반하여 수행하는 벌크흑연 복합체 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (3) 단계는 벌크흑연에 강도 보강용 페이스트를 도포하고, 2 ~ 25 ㎫의 압력으로 가압하여 수행하는 벌크흑연 복합체 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (4) 단계는 70 ~ 120℃에서 0.5 ~ 2.5 시간 동안 수행하는 벌크흑연 복합체 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (5) 단계는 600 ~ 1200℃에서 0.5 ~ 3.5 시간동안 수행하는 벌크흑연 복합체 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 페놀계 수지는 분말상인 벌크흑연 복합체 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유기용매는 에탄올, 메탄올, 아세톤, 포름알데히드 및 헥사메틸렌테트라민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 벌크흑연 복합체 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조되는 벌크흑연 복합체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 벌크흑연 복합체는 굽힘강도가 6 ~ 46 ㎫인 벌크흑연 복합체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 벌크흑연 복합체는 비저항이 9 ~ 14 μΩ·m인 벌크흑연 복합체.
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