KR20200058101A - 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법 - Google Patents

구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200058101A
KR20200058101A KR1020180142682A KR20180142682A KR20200058101A KR 20200058101 A KR20200058101 A KR 20200058101A KR 1020180142682 A KR1020180142682 A KR 1020180142682A KR 20180142682 A KR20180142682 A KR 20180142682A KR 20200058101 A KR20200058101 A KR 20200058101A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phenolic resin
crucible
spherical
spherical phenolic
porous carbon
Prior art date
Application number
KR1020180142682A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102133885B1 (ko
Inventor
권의혁
강양구
Original Assignee
(주)코멕스카본
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)코멕스카본 filed Critical (주)코멕스카본
Priority to KR1020180142682A priority Critical patent/KR102133885B1/ko
Publication of KR20200058101A publication Critical patent/KR20200058101A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102133885B1 publication Critical patent/KR102133885B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
    • C04B35/524—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from polymer precursors, e.g. glass-like carbon material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62645—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
    • C04B35/6267—Pyrolysis, carbonisation or auto-combustion reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0038—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by superficial sintering or bonding of particulate matter
    • C04B38/0041—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by superficial sintering or bonding of particulate matter the particulate matter having preselected particle sizes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • F27B14/10—Crucibles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/48—Organic compounds becoming part of a ceramic after heat treatment, e.g. carbonising phenol resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/604—Pressing at temperatures other than sintering temperatures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 물, 폴리비닐알콜 및 에탄올이 혼합된 제1반응용액을 준비하는 단계; 물, 헥사메틸렌테트라민, 액상경화제 및 에탄올이 혼합된 제2반응용액을 준비하는 단계; 상기 제1반응용액과 제2반응용액을 혼합한 후, 액상페놀수지와 소정의 활성화제를 투입하여 혼합액을 준비하는 단계; 준비된 상기 혼합액을 교반하는 단계; 교반된 상기 혼합액을 소정의 온도에서 일정시간 동안 안정화시켜 구형 페놀수지를 수득하는 단계; 상기 구형 페놀수지를 세척하는 단계; 세척된 상기 구형 페놀수지를 건조하는 단계; 건조된 상기 구형 페놀수지를 다공성을 갖는 판재형상으로 성형하는 단계; 판재형상으로 성형된 상기 구형 페놀수지를 열처리하여 탄화시키는 단계; 및 탄화된 판재형상의 상기 구형 페놀수지를 일정형상의 도가니로 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법{Porous carbon crucible using spherical phenolic resin and its manufacturing method}
본 발명은 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구형 페놀수지를 이용하여 도가니를 다공성으로 제조함으로써 각종 세라믹 파우더 특히, 질화알루미늄(AIN:Aluminum Nitride)파우더의 제조시 원료분말과 반응가스와의 반응효율 증대 및 이를 통한 질화알루미늄 파우더의 생산수율을 향상시킬 수 있는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
질화알루미늄(AIN:Aluminum Nitride)은 내열성, 열 전도성 및 전기 전도성과 같은 특성이 우수하며 그 응용가능한 용도가 확대되고 있다.
질화알루미늄의 응용 가능한 용도로서 고온용 용기, IC 기판 등을 들 수 있다.
공업용 질화알루미늄은 천연 상태로는 존재하지 않는 인조 세라믹이다.
이는 주로 알루미나의 탄소 환원 질화법과 알루미늄의 직접 질화법의 2개의 방법을 사용하여 제조되고 있다.
(a) 알루미나의 탄소 환원 질화법
(즉, Al2O3 + 3C + N2 = 2AIN + 3CO)
알루미나의 탄소 환원 질화법은 고순도의 알루미나를 고온(예를 들면, 1,700 내지 1,900℃)에서 흑연과 질소 가스에 의해 환원시키는 동시에, 환원되어 생성된 알루미늄을 질소로 질화함으로써 질화알루미늄을 제조하는 제조방법이다.
그러나, 탄소 환원 질화법은 상기 질소가스와의 반응시간이 장시간 소요되어 반응을 완료하는 데 장시간을 필요로 한다.
따라서, 제조 비용이 상승하여 생성된 질화알루미늄이 다른 세라믹스 예를 들면, 탄화 규소(즉, SiC), 알루미나 등보다 가격이 높다는 문제가 발생한다.
(b) 알루미늄의 직접 질화법
(즉, 2Al + N2 = 2AIN)
알루미늄의 직접 질화법은 1862년에 브리글레브(Briegleb) 등이 최초로 합성에 성공한 이래 사용되고 있다.
이 반응은 발열 반응이므로, 간단하게 순수 알루미늄을 질소 기류 중에 둠으로써 질화알루미늄을 용이하게 제조할 수 있는 이점을 가지고 있다.
그러나, 종래 도가니를 이용한 알루미늄의 직접 질화법에서는 도가니의 상부면을 제외한 모든 면이 차단되어 있어 도가니에 담겨진 알루미늄 원료와 질소 가스와의 반응면적의 한계로 인하여 반응시간이 장시간 소요되며 이로 인해 질화알루미늄의 생산효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 각종 세라믹 파우더 특히, 질화알루미늄(AIN:Aluminum Nitride) 파우더를 제조함에 있어서 도가니를 다공성으로 제조함으로써 질소가스가 도가니의 모든 면에서 유입이 가능하여 알루미늄 원료와 반응가스인 질소가스와의 반응면적을 증대시켜 반응시간 단축 및 이를 통한 질화알루미늄의 생산수율을 향상시킬 수 있는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법 제공을 목적으로 한다.
한편, 본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 물, 폴리비닐알콜 및 에탄올이 혼합된 제1반응용액을 준비하는 단계, 물, 헥사메틸렌테트라민, 액상경화제 및 에탄올이 혼합된 제2반응용액을 준비하는 단계, 상기 제1반응용액과 제2반응용액을 혼합한 후, 액상페놀수지와 소정의 활성화제를 투입하여 혼합액을 준비하는 단계, 준비된 상기 혼합액을 교반하는 단계, 교반된 상기 혼합액을 소정의 온도에서 일정시간 동안 안정화시켜 구형 페놀수지를 수득하는 단계, 상기 구형 페놀수지를 세척하는 단계, 세척된 상기 구형 페놀수지를 건조하는 단계, 건조된 상기 구형 페놀수지를 다공성을 갖는 판재형상으로 성형하는 단계, 판재형상으로 성형된 상기 구형 페놀수지를 열처리하여 탄화시키는 단계 및 탄화된 판재형상의 상기 구형 페놀수지를 일정형상의 도가니로 가공하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 제1반응용액은 물 150㎖, 폴리비닐알콜 2g 및 에탄올 50㎖가 혼합될 수 있다.
바람직하게는 상기 제2반응용액은 물 50㎖, 헥사메틸렌테트라민 10g, 액상경화제 5g 및 에탄올 50㎖가 혼합될 수 있다.
바람직하게는 상기 활성화제는 1M 농도의 KOH 2㎖가 투입될 수 있으며, 상기 혼합액을 교반하는 단계는 배플이 구비된 교반기를 이용하여 800~1500rpm으로 교반할 수 있다.
바람직하게는 상기 구형 페놀수지를 수득하는 단계는 상기 혼합액의 온도를 80~95℃까지 승온시킨 후, 4시간 동안 안정화시킬 수 있다.
바람직하게는 상기 구형 페놀수지를 세척하는 단계는 물이 채워진 교반기에 상기 구형 페놀수지를 투입하여 20분 동안 200rpm으로 교반하면서 세척 후, 에탄올이 채워진 교반기에 옮겨 20분 동안 200rpm으로 교반하면서 세척할 수 있다.
바람직하게는 세척된 상기 구형 페놀수지를 건조하는 단계는 80℃에서 1시간 동안 수행되며 상기 구형 페놀수지의 입도는 10~100㎛일 수 있다.
바람직하게는 상기 도가니는 상부가 개방되고 내부공간이 형성된 정육면체로 이루어지며, 상기 도가니의 상부 각 모서리에는 상기 도가니의 적층시 상부 도가니에 의해 하부 도가니의 내부공간이 밀폐되는 것을 방지하기 위한 받침대가 구비될 수 있다.
바람직하게는 상기 도가니의 밑면은 상기 내부공간에 담겨지는 파우더의 유출을 방지하기 위해 상기 도가니의 측면하부로 소정의 두께만큼 인입될 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법은 각종 세라믹 파우더 특히, 질화알루미늄(AIN:Aluminum Nitride) 파우더를 제조함에 있어서 도가니를 다공성으로 제조함으로써 질소가스가 도가니의 모든 면에서 유입이 가능하여 알루미늄 원료와 반응가스인 질소가스와의 반응면적을 증대시켜 반응시간 단축 및 이를 통한 질화알루미늄의 생산수율을 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 제조방법의 전체 공정도다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 사시도다.
도 3은 도 2에 도시된 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 측면도 및 요부 확대도다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
이와 관련하여 먼저, 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 제조방법의 전체 공정도, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 측면도 및 요부 확대도다.
상기 도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 물, 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alcohol) 및 에탄올이 혼합된 제1반응용액을 준비하는 단계(S1) 및 물, 헥사메틸렌테트라민(hexamethylenetetramine), 액상경화제 및 에탄올이 혼합된 제2반응용액을 준비하는 단계(S2)를 포함한다.
이때, 상기 제1반응용액은 물 150㎖, 폴리비닐알콜 2g 및 에탄올 50㎖가 혼합되며, 상기 제2반응용액은 물 50㎖, 헥사메틸렌테트라민 10g, 액상경화제 5g 및 에탄올 50㎖가 혼합된다.
이때, 상기 물은 다양한 형태의 물을 이용할 수 있으나, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 DI water(Deionized Water)를 이용한다.
아울러, 상기 제2반응용액에 혼합되는 액상경화제는 다양한 물질의 액상경화제를 이용할 수 있으므로 이에 대한 특별한 한정은 두지 아니한다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 상기 제1반응용액과 제2반응용액을 혼합한 후, 액상페놀수지와 소정의 활성화제를 투입하여 혼합액을 준비하는 단계(S3)를 포함한다.
이때, 상기 활성화제는 다양한 물질의 활성화제를 이용할 수 있으나, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 KOH를 이용하며 이때, 상기 KOH는 1M 농도의 용액으로 상기 혼합액에 2㎖가 투입된다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 준비된 상기 혼합액을 교반하는 단계(S4)를 포함한다.
이때, 상기 혼합액을 교반하는 단계(S4)는 다양한 교반기를 이용할 수 있으나, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 배플(baffle)이 형성된 회전식 교반기를 한다.
한편, 상기 혼합액을 교반하는 단계(S4)는 상기 회전식 교반기를 이용하여 수행되며 이때, 회전속도는 800~1500rpm이다.
이처럼 교반기의 회전속도를 800~1500rpm으로 한정하는 이유는 본 발명의 일실시 예를 통해 제조되는 구형 페놀수지의 입도 크기를 10~100㎛로 제조하기 위함이며, 상기 구형 페놀수지의 입도 크기를 10~100㎛로 한정하는 이유는 상기 구형 페놀수지로 제조되는 다공성 도가니에서 반응가스는 원활하게 유입되면서 원료 분말이 유출되지 않는 공극의 크기가 10~100㎛이기 때문이다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 교반된 상기 혼합액을 소정의 온도에서 일정시간 동안 안정화시켜 구형 페놀수지를 수득하는 단계(S5)를 포함한다.
이때, 상술한 구형 페놀수지를 수득하는 단계(S5)는 상기 혼합액의 온도를 80~95℃까지 승온시킨 후, 4시간 동안 안정화된다.
즉, 본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 상술한 반응용액에 소정량의 에탄올을 첨가함으로써, 상술한 바와 같이 구형 페놀수지의 안정화시간을 종래 12시간 이상에서 대폭 단축할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 상기 구형 페놀수지를 세척하는 단계(S6)를 포함한다.
이때, 상기 구형 페놀수지를 세척하는 단계(S6)는 다양한 방식 및 장비를 이용하여 수행될 수 있으나, 본 발명의 일실시 예에 있어서 상기 구형 페놀수지를 세척하는 단계(S6)는, 물이 채워진 교반기에 상기 구형 페놀수지를 투입하여 20분 동안 200rpm으로 교반하면서 세척 후, 에탄올이 채워진 교반기에 옮겨 20분 동안 200rpm으로 교반하면서 다시 한번 세척한다.
이때, 상기 물은 DI water(Deionized Water)를 이용하며, 상술한 물과 에탄올을 이용한 세척단계(S6)는 반드시 1회씩으로 한정되는 것은 아니라 할 것이며, 필요에 따라 수회 교대 반복하여 수행함으로써, 구형 페놀수지 표면의 이물질 제거 및 상기 페놀수지를 보다 완전한 구형으로 형성할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 세척된 상기 구형 페놀수지를 건조하는 단계(S7)를 포함한다.
이때, 상기 자연건조를 포함하는 다양한 건조방식을 이용하여 건조할 수 있으나, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 구형 페놀수지의 생산성 증대를 위하여 일반 건조기를 이용하며 이때, 건조 단계(S7)는 80℃에서 1시간 동안 수행된다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 건조된 상기 구형 페놀수지를 다공성을 갖는 판재형상으로 성형하는 단계(S8)를 포함한다.
이때, 상기 판재형상으로 성형하는 단계(S8)는 다양한 수단을 이용할 수 있으나, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 상기 건조된 상기 구형 페놀수지를 프레스기를 이용하여 압축하여 판재형상으로 성형하며 성형된 판재의 두께는 필요에 따라 선택된 다양한 두께로 성형될 수 있으므로 이에 대한 특별한 한정은 두지 아니한다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 판재형상으로 성형된 상기 구형 페놀수지를 열처리하여 탄화시키는 단계(S9)를 포함한다.
이때, 상기 구형 페놀수지를 열처리하여 탄화시키는 단계(S9)는 판재형상의 구형 페놀수지를 열처리 즉, 탄화시켜 다공성의 카본(Carbon) 판재를 제조하는 단계이며, 상술한 바와 같이 구형 페놀수지를 판재형상으로 성형함으로써 구형인 페놀수지들 사이사이에 공극이 형성되어 다공성의 카본 판재를 제조할 수 있다.
한편, 상기 상기 구형 페놀수지를 열처리하여 탄화시키는 단계(S9)는 필요에 따라 선택된 다양한 온도범위에서 탄화시킬 수 있으므로 이에 대한 특별한 한정은 두지 아니한다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 탄화된 판재형상의 상기 구형 페놀수지를 일정형상의 도가니로 가공하는 단계(S10)를 포함한다.
이때, 상기 도가니(100)의 형상은 다양한 형상일 수 있으나, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 도 2에 도시된 바와 같이 상부가 개방되고 내부공간이 형성된 정육면체로 형상으로 이루어진다.
이를 위해 탄화된 판재형상의 상기 구형 페놀수지를 일정형상의 도가니로 가공하는 단계는 탄화된 판재를 다양한 선반기기를 이용하여 1개의 밑면 판재(110)와 4개의 측면 판재(120)로 절단 및 가공한다.
이때, 상기 밑면 판재(110)와 접하는 측면 판재(120) 부분에는 체결을 위한 홈(130)이 형성되어 있으며, 상기 홈에는 볼트 또는 리벳(Rivet)(1440) 등이 삽입되어 상기 밑면 판재(110)와 측면 판재(120)를 내부공간이 형성된 정육면체 형상으로 체결한다.
한편, 상기 도가니(100)의 상부 각 모서리에는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 상기 도가니(100)의 적층시 상부 도가니에 의해 하부 도가니의 내부공간이 밀폐되는 것을 방지하기 위한 받침대(150)가 구비된다.
즉, 상기 받침대(150)는 상기 도가니(100)의 적층시 상부 도가니와 하부 도가니 사이를 이격시키는 역할을 수행하는 구성으로, 이를 통해 하부 도가니의 내부공간이 밀폐되는 것을 방지하여 하부 도가니(100)의 내부로 반응가스가 유입될 수 있도록 한다.
이때, 상기 받침대(150)는 상기 측면 판재(120)의 상부 일단 또는 양단에 별도로 구비될 수도 있으며, 상기 측면 판재(120)의 가공시 일체로 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 있어서 상기 도가니(100)의 밑면 판재(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 내부공간에 담겨지는 원료 파우더의 유출을 방지하기 위해 상기 도가니(100)의 측면 판재 하부로 소정의 두께만큼 인입되어 체결된다.
결과적으로 본 발명의 일실시 예에 따른 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법은 상술한 기술적 구성들과 같이 도가니를 구형 페놀수지를 이용하여 다공성의 카본으로 제조함으로써 각종 세라믹 파우더 특히, 질화알루미늄(AIN:Aluminum Nitride) 파우더를 제조함에 있어서 질소가스가 도가니의 모든 면에서 유입이 가능하여 알루미늄 원료와 반응가스인 질소가스와의 반응면적을 증대시켜 반응시간 단축 및 이를 통한 질화알루미늄의 생산수율을 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다 할 것이다.
100 : 본 발명의 일실시 예에 따라 제조되는 다공성 카본 도가니
110 : 밑면 판재
120 : 측면 판재
130 : 홈
140 : 볼트 또는 리벳
150 : 받침대

Claims (11)

  1. 물, 폴리비닐알콜 및 에탄올이 혼합된 제1반응용액을 준비하는 단계;
    물, 헥사메틸렌테트라민, 액상경화제 및 에탄올이 혼합된 제2반응용액을 준비하는 단계;
    상기 제1반응용액과 제2반응용액을 혼합한 후, 액상페놀수지와 소정의 활성화제를 투입하여 혼합액을 준비하는 단계;
    준비된 상기 혼합액을 교반하는 단계;
    교반된 상기 혼합액을 소정의 온도에서 일정시간 동안 안정화시켜 구형 페놀수지를 수득하는 단계;
    상기 구형 페놀수지를 세척하는 단계;
    세척된 상기 구형 페놀수지를 건조하는 단계;
    건조된 상기 구형 페놀수지를 다공성을 갖는 판재형상으로 성형하는 단계;
    판재형상으로 성형된 상기 구형 페놀수지를 열처리하여 탄화시키는 단계; 및
    탄화된 판재형상의 상기 구형 페놀수지를 일정형상의 도가니로 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1반응용액은 물 150㎖, 폴리비닐알콜 2g 및 에탄올 50㎖가 혼합되는 것을 특징으로 하는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2반응용액은 물 50㎖, 헥사메틸렌테트라민 10g, 액상경화제 5g 및 에탄올 50㎖가 혼합되는 것을 특징으로 하는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성화제는 1M 농도의 KOH 2㎖가 투입되는 것을 특징으로 하는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합액을 교반하는 단계는 배플이 구비된 교반기를 이용하여 800~1500rpm으로 교반하는 것을 특징으로 하는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구형 페놀수지를 수득하는 단계는 상기 혼합액의 온도를 80~95℃까지 승온시킨 후, 4시간 동안 안정화시키는 것을 특징으로 하는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구형 페놀수지를 세척하는 단계는 물이 채워진 교반기에 상기 구형 페놀수지를 투입하여 20분 동안 200rpm으로 교반하면서 세척 후, 에탄올이 채워진 교반기에 옮겨 20분 동안 200rpm으로 교반하면서 세척하는 것을 특징으로 하는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    세척된 상기 구형 페놀수지를 건조하는 단계는 80℃에서 1시간 동안 수행되며 상기 구형 페놀수지의 입도는 10~100㎛인 것을 특징으로 하는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 도가니는 상부가 개방되고 내부공간이 형성된 정육면체로 이루어지며, 상기 도가니의 상부 각 모서리에는 상기 도가니의 적층시 상부 도가니에 의해 하부 도가니의 내부공간이 밀폐되는 것을 방지하기 위한 받침대가 구비되는 것을 특징으로 하는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 도가니의 밑면은 상기 내부공간에 담겨지는 파우더의 유출을 방지하기 위해 상기 도가니의 측면하부로 소정의 두께만큼 인입되는 것을 특징으로 하는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니의 제조방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중, 어느 한 항으로 제조되는 것을 특징으로 하는 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니.
KR1020180142682A 2018-11-19 2018-11-19 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법 KR102133885B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180142682A KR102133885B1 (ko) 2018-11-19 2018-11-19 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180142682A KR102133885B1 (ko) 2018-11-19 2018-11-19 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200058101A true KR20200058101A (ko) 2020-05-27
KR102133885B1 KR102133885B1 (ko) 2020-07-14

Family

ID=70911266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180142682A KR102133885B1 (ko) 2018-11-19 2018-11-19 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102133885B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230040396A (ko) * 2021-09-15 2023-03-23 전남대학교산학협력단 그래핀 도메인 함유 활성탄, 그 제조방법 및 이를 포함하는 응용제품
CN116815321A (zh) * 2023-08-16 2023-09-29 通威微电子有限公司 用于液相法生长碳化硅的坩埚及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4008997A (en) * 1975-07-14 1977-02-22 Leco Corporation Sagger
KR20080101906A (ko) * 2006-02-14 2008-11-21 이스트만 케미칼 캄파니 레졸 비드, 이의 제조 방법, 및 이의 사용 방법
KR20110116739A (ko) * 2010-04-20 2011-10-26 주식회사 퓨어스피어 페놀수지 올리고머를 이용한 구형 페놀수지의 제조방법
JP7098874B2 (ja) * 2016-02-02 2022-07-12 株式会社Ｇｓユアサ 鉛蓄電池、鉛蓄電池用の正極板の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4008997A (en) * 1975-07-14 1977-02-22 Leco Corporation Sagger
KR20080101906A (ko) * 2006-02-14 2008-11-21 이스트만 케미칼 캄파니 레졸 비드, 이의 제조 방법, 및 이의 사용 방법
KR20110116739A (ko) * 2010-04-20 2011-10-26 주식회사 퓨어스피어 페놀수지 올리고머를 이용한 구형 페놀수지의 제조방법
JP7098874B2 (ja) * 2016-02-02 2022-07-12 株式会社Ｇｓユアサ 鉛蓄電池、鉛蓄電池用の正極板の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230040396A (ko) * 2021-09-15 2023-03-23 전남대학교산학협력단 그래핀 도메인 함유 활성탄, 그 제조방법 및 이를 포함하는 응용제품
KR20230113516A (ko) * 2021-09-15 2023-07-31 전남대학교산학협력단 그래핀 도메인 함유 활성탄 및 이를 포함하는 응용제품
CN116815321A (zh) * 2023-08-16 2023-09-29 通威微电子有限公司 用于液相法生长碳化硅的坩埚及其制备方法和应用
CN116815321B (zh) * 2023-08-16 2024-06-07 通威微电子有限公司 用于液相法生长碳化硅的坩埚及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR102133885B1 (ko) 2020-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Eom et al. Processing and properties of macroporous silicon carbide ceramics: A review
KR980001966A (ko) 탄화 규소 소결체 및 그의 제조 방법
KR102133885B1 (ko) 구형 페놀수지를 이용한 다공성 카본 도가니 및 이의 제조방법
JPS59102872A (ja) 炭化珪素．黒鉛複合焼結体の製造方法
CN105198478A (zh) 一种莫来石晶须增强钙长石多孔陶瓷及其制备方法
CN105503254A (zh) 一种钛酸钡泡沫陶瓷及其制备方法
KR102007358B1 (ko) 탄화규소 분말 및 이의 제조 방법
CN108516814A (zh) 一种低温制备高强度莫来石陶瓷的方法
CN107963890B (zh) 一种氮化钛多孔导电陶瓷的制备方法
CN104387073B (zh) 基于反应烧结法制造超细高韧性碳化硅陶瓷材料的方法
CN106673653A (zh) 一种金刚石/硅复合材料的制备方法
CN105272229A (zh) 含烧绿石相锆酸钆粉体的陶瓷及其制备方法
KR101233744B1 (ko) 다공성 반응소결질화규소 제조 방법 및 그에 사용되는 가소결 규소혼합분말 과립 및 다공성 반응소결질화규소 제조 방법
US20060046920A1 (en) Silicon carbide sintered product and method for production thereof
CN101318636B (zh) 一种原位氮化制备含六方氮化硼的复合材料的方法
CN107353015B (zh) 一种碳化硅-氮化硅多孔复合陶瓷制备方法
KR100721278B1 (ko) 내포물을 함유하는 세라믹 부품 및 이의 제조방법
CN104108938A (zh) 一种制备Sialon陶瓷的方法
WO2012165291A1 (ja) 炭化ケイ素－炭素複合材の製造方法
CN106591671A (zh) TiC‑Ti‑Ni多孔陶瓷材料及其制备方法
KR101325115B1 (ko) 질화규소 반응소결용 적재판 및 이를 사용한 질화방법
CN113443611B (zh) 一种氮化物粉体的制备方法
JP2564804B2 (ja) 窒化アルミニウムの製造方法
RU2699641C1 (ru) Способ изготовления изделий из ультрамелкозернистого силицированного графита
KR101204932B1 (ko) 다공성 질화규소 요업체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 질화규소 요업체

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant