KR20200061523A - Heat-resistant Alloy Composition for Light Sintering and the Fabrication Method of Conductive Heat-resistant Alloy Layer Using Thereof - Google Patents

Heat-resistant Alloy Composition for Light Sintering and the Fabrication Method of Conductive Heat-resistant Alloy Layer Using Thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20200061523A
KR20200061523A KR1020180146922A KR20180146922A KR20200061523A KR 20200061523 A KR20200061523 A KR 20200061523A KR 1020180146922 A KR1020180146922 A KR 1020180146922A KR 20180146922 A KR20180146922 A KR 20180146922A KR 20200061523 A KR20200061523 A KR 20200061523A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
resistant alloy
light
nickel
film
Prior art date
Application number
KR1020180146922A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102201875B1 (en
Inventor
정선호
최영민
이수연
정성묵
박혜진
Original Assignee
한국화학연구원
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 한국화학연구원 filed Critical 한국화학연구원
Priority to KR1020180146922A priority Critical patent/KR102201875B1/en
Publication of KR20200061523A publication Critical patent/KR20200061523A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102201875B1 publication Critical patent/KR102201875B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D201/00Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24Electrically-conducting paints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/66Additives characterised by particle size
    • C09D7/67Particle size smaller than 100 nm
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

The present invention relates to a heat-resistant alloy composition which is a heat-resistant alloy composition for light sintering and, more specifically, to a heat-resistant alloy composition, which comprises: nickel-chromium-based heat-resistant alloy particles; metal nanoparticles in which a metal core is capped with a capping layer containing organic acid, and a metal of the metal core is one of metals contained in the heat-resistant alloy particles; an organic binder; and a solvent, wherein the conductive nickel-chromium-based heat-resistant alloy film has very low resistivity.

Description

광소결용 내열 합금 조성물 및 이를 이용한 전도성 내열 합금막의 제조방법{Heat-resistant Alloy Composition for Light Sintering and the Fabrication Method of Conductive Heat-resistant Alloy Layer Using Thereof}Heat-resistant alloy composition for light sintering and the fabrication method of conductive heat-resistant alloy layer using thereof

본 발명은 광소결용 내열 합금 조성물 및 이를 이용한 전도성 내열 합금막의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게, 백색광의 조사에 의해 광소결 가능한 내열 합금 조성물 및 이를 이용한 전도성 내열 합금막의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a heat-resistant alloy composition for photo-sintering and a method for producing a conductive heat-resistant alloy film using the same, in detail, to a heat-resistant alloy composition capable of photo-sintering by irradiation with white light and a method for manufacturing a conductive heat-resistant alloy film using the same.

니켈-크롬계 내열 합금은 내부식성 및 내산화성이 강하고 고온에서도 안정적으로 기계적 물성을 유지하여, 탄화수소와 화학품 생산설비, 전력 생산설비, 핵발전 설비, 제련소, 석유화학 설비등 고온의 부식성 환경에 사용되고 있다(WO1995-026439). Nickel-chromium-based heat-resistant alloys are strong in corrosion resistance and oxidation resistance and maintain mechanical properties stably even at high temperatures, and are used in high-temperature corrosive environments such as hydrocarbon and chemical production facilities, power production facilities, nuclear power plants, smelters, and petrochemical facilities. Yes (WO1995-026439).

그러나, 니켈-크롬계 내열 합금의 우수한 내열성에 의해 입자상의 니켈-크롬계 합금을 소결하여 전도성 내열 합금 막을 제조하고자 하는 경우, 고온 열처리가 요구됨에 따라 막을 형성하고자 하는 기재가 제약되고 열손상 및 잔류 열 응력을 피할 수 없는 한계가 있다.However, in order to manufacture a conductive heat-resistant alloy film by sintering the particulate nickel-chromium-based alloy by the excellent heat resistance of the nickel-chromium-based heat-resistant alloy, the substrate to form a film is restricted due to the high temperature heat treatment and thermal damage and residual There is an inevitable limit to thermal stress.

WO1995-026439WO1995-026439

본 발명의 목적은 광 조사에 의해 우수한 전기전도도를 갖는 도전 막으로 전환될 수 있는 광 소결용 내열 합금 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a heat-resistant alloy composition for light sintering that can be converted into a conductive film having excellent electrical conductivity by light irradiation.

본 발명의 다른 목적은 낮은 플루언스의 백색광을 매우 짧은시간 연속 조사하는 간단하고 신속하며 열 또는 광 손상으로부터 자유로운 방법을 통해 우수한 전기전도도를 갖는 도전 막으로 전환될 수 있는 광 소결용 내열 합금 조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is a heat-resistant alloy composition for light sintering that can be converted into a conductive film having excellent electrical conductivity through a simple, fast, and heat- or light-damaging method that continuously irradiates low-fluence white light for a very short time. Is to provide.

본 발명의 또 다른 목적은 기재등이 열 손상 및 잔류 열 응력으로부터 자유로우며 간단한 공정으로 단시간에 우수한 전기전도성을 갖는 내열 합금 막을 대량할 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of mass-heating a heat-resistant alloy film having excellent electrical conductivity in a short time in a simple process in which the base material is free from thermal damage and residual thermal stress.

본 발명에 따른 내열 합금 조성물은 광소결용 내열 합금 조성물이며, 니켈-크롬계 내열 합금 입자; 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑되되, 상기 금속 코어의 금속이 상기 내열 합금 입자에 함유된 금속 중 하나의 금속인 금속 나노입자; 유기 바인더; 및 용매;를 포함한다.The heat-resistant alloy composition according to the present invention is a heat-resistant alloy composition for sintering, nickel-chromium-based heat-resistant alloy particles; Metal nanoparticles in which the metal core is capped with a capping layer containing an organic acid, wherein the metal of the metal core is one of the metals contained in the heat-resistant alloy particles; Organic binders; And solvents.

본 발명의 일 실시예에 따른 내열 합금 조성물에 있어, 상기 내열 합금 입자는 나노입자일 수 있다.In the heat-resistant alloy composition according to an embodiment of the present invention, the heat-resistant alloy particles may be nanoparticles.

본 발명의 일 실시예에 따른 내열 합금 조성물에 있어, 상기 내열 합금 입자의 크기를 상기 금속 나노입자의 크기로 나눈 비는 2 내지 100일 수 있다.In the heat-resistant alloy composition according to an embodiment of the present invention, the ratio of the size of the heat-resistant alloy particles divided by the size of the metal nanoparticles may be 2 to 100.

본 발명의 일 실시예에 따른 내열 합금 조성물에 있어, 상기 금속 코어의 금속은 니켈일 수 있다.In the heat-resistant alloy composition according to an embodiment of the present invention, the metal of the metal core may be nickel.

본 발명의 일 실시예에 따른 내열 합금 조성물에 있어, 상기 내열 합금 입자 100 중량부 기준 10 내지 45 중량부의 금속 나노입자를 함유할 수 있다.In the heat-resistant alloy composition according to an embodiment of the present invention, the heat-resistant alloy particles may contain 10 to 45 parts by weight of metal nanoparticles based on 100 parts by weight.

본 발명의 일 실시예에 따른 내열 합금 조성물에 있어, 상기 내열 합금 입자 100 중량부 기준 0.1 내지 3 중량부의 유기 바인더를 함유할 수 있다.In the heat-resistant alloy composition according to an embodiment of the present invention, it may contain 0.1 to 3 parts by weight of an organic binder based on 100 parts by weight of the heat-resistant alloy particles.

본 발명의 일 실시예에 따른 내열 합금 조성물에 있어, 내열 합금 입자는 합금 전체의 중량%로, 크롬: 14.0-17.0%, 철: 6.0-10.0%, 잔부의 니켈 및 기타 불가피한 불순물을 함유할 수 있다.In the heat-resistant alloy composition according to an embodiment of the present invention, the heat-resistant alloy particles may contain chromium: 14.0-17.0%, iron: 6.0-10.0%, the remainder of nickel, and other unavoidable impurities by weight of the entire alloy. have.

본 발명의 일 실시예에 따른 내열 합금 조성물에 있어, 상기 광소결은 400 내지 800nm 파장 대역을 포함하는 백색광 소결일 수 있다.In the heat-resistant alloy composition according to an embodiment of the present invention, the light sintering may be a white light sintering including a 400 to 800nm wavelength band.

본 발명의 일 실시예에 따른 내열 합금 조성물에 있어, 상기 광소결시 조사되는 광의 플루언스(fluence)는 1.0 내지 3.5J/cm2일 수 있다.In the heat-resistant alloy composition according to an embodiment of the present invention, the fluence of light irradiated during the sintering may be 1.0 to 3.5 J/cm 2 .

본 발명은 상술한 내열 합금 조성물을 이용한 전도성 내열 합금막의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a conductive heat-resistant alloy film using the above-described heat-resistant alloy composition.

본 발명에 따른 전도성 내열 합금막의 제조방법은 상술한 내열 합금 조성물을 도포하여 도포막을 제조하는 단계; 및 상기 도포막에 광을 조사하여 전도성 니켈-크롬계 내열 합금막을 제조하는 단계;를 포함한다.The method of manufacturing a conductive heat-resistant alloy film according to the present invention comprises the steps of applying the above-described heat-resistant alloy composition to prepare a coating film; And manufacturing a conductive nickel-chromium-based heat-resistant alloy film by irradiating light to the coating film.

본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 내열 합금막의 제조방법에 있어, 상기 광 조사는 400 내지 800nm 파장 대역을 포함하는 백색광의 조사일 수 있다.In the method of manufacturing a conductive heat-resistant alloy film according to an embodiment of the present invention, the light irradiation may be irradiation of white light including a 400 to 800 nm wavelength band.

본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 내열 합금막의 제조방법에 있어, 상기 광 조사시 광의 플루언스(fluence)는 1.0 내지 3.5J/cm2일 수 있다.In the method of manufacturing a conductive heat-resistant alloy film according to an embodiment of the present invention, the light may have a fluence of 1.0 to 3.5 J/cm 2 when irradiated with the light.

본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 내열 합금막의 제조방법에 있어, 상기 광 조사시 광은 1 내지 2msec 동안 연속적으로 조사되는 전도성 내열 합금막의 제조방법.In the method for manufacturing a conductive heat-resistant alloy film according to an embodiment of the present invention, the light is irradiated continuously during 1 to 2 msec during light irradiation.

본 발명은 상술한 제조방법으로 제조된 전도성 내열 합금막을 포함한다.The present invention includes a conductive heat-resistant alloy film produced by the above-described manufacturing method.

본 발명에 따른 전도성 내열 합금막은 상술한 제조방법으로 제조되어, 0.5 μm 이상의 두께 및 2300μΩ·cm이하의 비저항(resistivity)을 갖는다.The conductive heat-resistant alloy film according to the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method, and has a thickness of 0.5 μm or more and a resistivity of 2300 μΩ·cm or less.

본 발명에 따른 내열 합금 조성물은 금속의 표면 특성을 갖는 금속 나노입자와 내열 합금 입자를 함유함에 따라, 극히 낮은 플루언스의 백색광을 조사하는 광조사에 의해 매우 낮은 비저항을 갖는 전도성 니켈-크롬계 내열 합금 막을 제조할 수 있는 장점이 있다. The heat-resistant alloy composition according to the present invention contains metal nanoparticles and heat-resistant alloy particles having surface properties of metal, and has a very low specific resistance to conductive nickel-chromium-based heat resistance by irradiation with white light of extremely low fluence. There is an advantage that an alloy film can be produced.

또한, 본 발명에 따른 내열 합금 조성물은 금속의 표면 특성을 갖는 금속 나노입자와 내열 합금 입자를 함유함에 따라, 낮은 플루언스의 백색광 조사라는 극히 간단하고 신속한 공정에 의해 전도성 니켈-크롬계 내열 합금 막을 제조할 수 있으며, 전도성 니켈-크롬계 내열 합금 막이 위치하는 기재에 물질적 제약이 없고, 열손상 및 잔류 열응력으로부터 자유로운 장점이 있다.In addition, the heat-resistant alloy composition according to the present invention contains metal nanoparticles and heat-resistant alloy particles having surface properties of a metal, thereby preventing a conductive nickel-chromium-based heat-resistant alloy film by an extremely simple and rapid process of low-fluence white light irradiation. It can be produced, there is no material restrictions on the substrate on which the conductive nickel-chromium-based heat-resistant alloy film is located, and has the advantage of being free from thermal damage and residual thermal stress.

도 1은 비교예 1에서 제조된 합금 막을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
도 2는 비교예 1에서 제조된 합금 막의 X-선 회절 분석 결과를 도시한 도면이다.
도 3은 실시예 4에서 제조된 합금 막을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
도 4는 실시예 4에서 제조된 합금 막의 X-선 회절 분석 결과를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예 4에서 제조된 합금 막의 Ni 원소 맵핑 결과를 도시한 도면이다.
1 is a scanning electron microscope photograph of the alloy film prepared in Comparative Example 1.
2 is a view showing the results of X-ray diffraction analysis of the alloy film prepared in Comparative Example 1.
3 is a scanning electron microscope photograph of the alloy film prepared in Example 4.
4 is a view showing the results of X-ray diffraction analysis of the alloy film prepared in Example 4.
5 is a view showing the results of the Ni element mapping of the alloy film prepared in Example 4.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 광소결용 내열 합금 조성물을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. Hereinafter, a heat-resistant alloy composition for sintering of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Therefore, the present invention is not limited to the drawings presented below, but may be embodied in other forms, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. At this time, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms to be used, those skilled in the art to which the present invention pertains have the meanings commonly understood, and the gist of the present invention in the following description and the accompanying drawings Descriptions of well-known functions and configurations that may be obscured are omitted.

본 발명에 따른 광소결용 내열 합금 조성물은 니켈-크롬계 내열 합금 입자; 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑되되, 상기 금속 코어의 금속이 상기 내열 합금 입자에 함유된 금속 중 하나의 금속인 금속 나노입자; 유기 바인더; 및 용매;를 포함한다.The heat-resistant alloy composition for photo-sintering according to the present invention includes nickel-chromium-based heat-resistant alloy particles; Metal nanoparticles in which the metal core is capped with a capping layer containing an organic acid, wherein the metal of the metal core is one of the metals contained in the heat-resistant alloy particles; Organic binders; And a solvent.

금속 나노입자는 내열 합금 입자의 합금을 구성하는 일 금속의 나노입자일 수 있으며, 구체적으로, 금속 나노입자의 금속 코어가 니켈인 니켈 나노입자 또는 금속 코어가 크롬인 크롬 나노입자일 수 있다.The metal nanoparticles may be nanoparticles of one metal constituting an alloy of heat-resistant alloy particles, and specifically, may be nickel nanoparticles in which the metal core of the metal nanoparticles is nickel or chromium nanoparticles in which the metal core is chromium.

본 발명에 따른 광소결용 내열 합금 조성물은 니켈-크롬계 내열 합금 입자와 함께, 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑되어 실질적으로 표면산화가 방지되어 순수한 금속의 표면 특성을 나타내는 금속 나노입자를 함유한다.The heat-resistant alloy composition for photo-sintering according to the present invention contains metal nanoparticles that are capped with a capping layer containing an organic acid together with nickel-chromium-based heat-resistant alloy particles, thereby substantially preventing surface oxidation and exhibiting surface properties of pure metal .

상술한 바와 같이, 광소결용 내열 합금 조성물이 순수한 금속의 표면 특성을 가지며, 내열 합금 입자의 합금을 구성하는 일 금속의 나노입자를 함유함으로써, 백색광 조사에 의해 광소결이 발생하며 안정적인 전류 이동 경로가 형성될 수 있으며, 이에 의해 두께가 서브 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 오더의 후막, 구체적으로 0.5 μm 이상의 두께를 갖는 후막에서도 비저항이 2300μΩ·cm이하인 극히 우수한 전도도를 갖는 전도성 니켈-크롬계 합금 막이 제조될 수 있다. As described above, the heat-resistant alloy composition for photo-sintering has a surface property of pure metal, and contains nanoparticles of one metal constituting the alloy of heat-resistant alloy particles, whereby light sintering occurs by white light irradiation and a stable current transfer path Can be formed, thereby producing a conductive nickel-chromium-based alloy film having an extremely good conductivity with a specific resistance of 2300 μΩ·cm or less even in a thick film having an order of sub-micrometers to tens of micrometers in thickness, specifically, a thickness of 0.5 μm or more. Can be.

또한, 광소결용 내열 합금 조성물이 금속 코어가 니켈인 금속 나노입자, 즉, 니켈 나노입자를 함유하는 경우, 단순한 백색광의 조사에 의해 광소결이 발생함과 동시에, 놀랍게도, 조성물에 함유된 니켈 나노입자가 니켈-크롬계의 내열 합금 입자와 합금화되며, 단일한 합금 상, 구체적으로 크롬을 포함한 이종 금속(니켈 이외의 금속)들이 고용된 오스테나이트 단일상의 전도성 내열 합금막이 제조될 수 있다.In addition, when the heat-resistant alloy composition for photo-sintering contains metal nanoparticles in which the metal core is nickel, that is, nickel nanoparticles, light sintering occurs by irradiation of simple white light and, surprisingly, nickel nano contained in the composition The particles are alloyed with nickel-chromium-based heat-resistant alloy particles, and a single alloy phase, specifically, an austenitic single-phase conductive heat-resistant alloy film in which dissimilar metals including chromium (metals other than nickel) are employed can be produced.

금속 나노입자가 순수한 금속의 표면 특성을 갖는 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층에 의해 캡핑된 상태임에 따라, 상술한 백색광에 의한 광소결이 발생할 수 있으며, 나아가, 금속 나노입자가 니켈 나노입자인 경우 상술한 백색광 조사에 의해 광소결과 합금화가 동시에 발생할 수 있다.As the metal core in which the metal nanoparticle has a surface characteristic of pure metal is capped by a capping layer containing an organic acid, light sintering by the white light described above may occur, and furthermore, the metal nanoparticle is a nickel nanoparticle In this case, light sintering and alloying may occur simultaneously by the above-mentioned white light irradiation.

내열 합금 조성물이 도포(인쇄)되어 형성된 도포(인쇄)막 전 영역에서 안정적으로 균질하게 광소결이 발생하며, 보다 낮은 플루언스의 백색광 조사에 의해 광소결이 이루어지는 측면에서, 금속 나노입자의 평균 크기(직경)는 10 내지 200nm, 구체적으로 10 내지 100nm일 수 있으며, 광소결과 동시에 금속 나노입자의 금속 물질이 잔류하지 않고 완전한 합금화가 이루어지는 측면에서 10 내지 60nm일 수 있다.The average size of the metal nanoparticles in terms of light sintering stably and homogeneously in all areas of the coating (printing) film formed by coating (printing) the heat-resistant alloy composition and performing light sintering by irradiation with white light of a lower fluence (Diameter) may be 10 to 200 nm, specifically 10 to 100 nm, and may be 10 to 60 nm in terms of photosynthesis and at the same time complete alloying without the metal material of the metal nanoparticles remaining.

내열 합금 입자의 크기(직경)를 금속 나노입자의 크기(직경)로 나눈 비(이하, 크기비)가 2 내지 100을 만족할 수 있으며, 구체적으로 2 내지 50, 보다 구체적으로 3 내지 20일 수 있다. 이러한 크기비는 내열 합금 입자가 금속 나노입자에 안정적으로 둘러싸일 수 있어 유리하다.The ratio (hereinafter, the size ratio) of dividing the size (diameter) of the heat-resistant alloy particles by the size (diameter) of the metal nanoparticles may satisfy 2 to 100, specifically 2 to 50, and more specifically 3 to 20. . This size ratio is advantageous because the heat-resistant alloy particles can be stably surrounded by metal nanoparticles.

또한, 금속 나노입자가 니켈 나노입자인 경우 광소결과 함께, 백색광의 조사에 의해 니켈 나노입자와 니켈-크롬계 내열 합금 입자간의 합금화가 안정적으로 발생하는 측면에서, 니켈-크롬계 내열 합금 입자는 평균 직경이 200nm 이하인 나노입자인 것이 유리하며, 이를 만족함과 동시에, 상술한 크기비, 구체적으로 2 내지 50의 크기비, 보다 구체적으로 3 내지 20의 크기비, 보다 더 구체적으로 3 내지 10의 크기비를 만족하는 것이 좋다.In addition, when the metal nanoparticles are nickel nanoparticles, the nickel-chromium heat-resistant alloy particles are average in terms of stably alloying between the nickel nanoparticles and the nickel-chromium-based heat-resistant alloy particles by irradiation of white light together with photosynthesis. It is advantageous that the nanoparticles having a diameter of 200 nm or less are satisfied, and at the same time, the above-described size ratio, specifically 2 to 50 size ratio, more specifically 3 to 20 size ratio, and more specifically 3 to 10 size ratio It is good to satisfy.

내열 합금 조성물은 내열 합금 입자 100 중량부 기준 10 내지 45 중량부, 좋게는 30 내지 45 중량부의 금속 나노입자를 함유하는 것이 좋다. 내열 합금 조성물이 내열 합금 입자 100 중량부 대비 10 내지 45 중량부의 금속 나노입자를 함유하는 경우, 두께가 서브 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 오더인 후막에서도 비저항이 2300μΩ·cm이하인 전도성 내열 합금막이 제조될 수 있다. 좋게는, 내열 합금 조성물은 내열 합금 입자 100 중량부 대비 30 내지 45 중량부의 금속 나노입자를 함유할 수 있다. 내열 합금 입자 100 중량부 대비 30 내지 45 중량부의 금속 나노입자를 함유하는 경우, 내열 합금 조성물의 도포막(인쇄막)에서 내열 합금 입자와 금속 나노입자간 균질하게 다량의 접촉이 이루어져, 0.5μm 이상, 구체적으로 1μm 내지 30μm의 두께를 갖는 후막에서도 500μΩ·cm이하의 극히 낮은 비저항(resistivity)을 갖는 전도성 내열 합금막이 제조될 수 있다. 또한, 내열 합금 조성물이 내열 합금 입자 100 중량부 대비 10 내지 45 중량부, 좋게는 30 내지 45 중량부의 금속 나노입자를 함유하는 경우, 백색광 조사에 의해 금속 나노입자 유도 광소결, 나아가, 금속 나노입자 유도 합금화가 도포막(인쇄막) 전 영역에서 안정적이며 균질하게 이루어질 수 있다. The heat-resistant alloy composition preferably contains 10 to 45 parts by weight, preferably 30 to 45 parts by weight of metal nanoparticles, based on 100 parts by weight of the heat-resistant alloy particles. When the heat-resistant alloy composition contains 10 to 45 parts by weight of metal nanoparticles compared to 100 parts by weight of the heat-resistant alloy particles, a conductive heat-resistant alloy film having a specific resistance of 2300 μΩ·cm or less can be produced even in a thick film having a sub-micrometer to several tens of micrometer order. have. Preferably, the heat-resistant alloy composition may contain 30 to 45 parts by weight of metal nanoparticles compared to 100 parts by weight of the heat-resistant alloy particles. When containing 30 to 45 parts by weight of metal nanoparticles compared to 100 parts by weight of heat-resistant alloy particles, a large amount of heat-resistant alloy particles and metal nanoparticles are homogeneously brought into contact with the coating film (printed film) of the heat-resistant alloy composition, at least 0.5 μm , Specifically, even in a thick film having a thickness of 1 μm to 30 μm, a conductive heat-resistant alloy film having an extremely low resistivity of 500 μΩ·cm or less can be manufactured. In addition, when the heat-resistant alloy composition contains 10 to 45 parts by weight, preferably 30 to 45 parts by weight of metal nanoparticles, compared to 100 parts by weight of heat-resistant alloy particles, metal nanoparticles induced light sintering by white light irradiation, furthermore, metal nanoparticles Induction alloying can be made stable and homogeneous in all areas of the coating film (printing film).

광소결용 내열 합금 조성물에서 광소결은 400 내지 800nm 파장 대역을 포함하는 백색광의 조사에 의한 광소결일 수 있다. 400 내지 800nm 파장 대역의 광은 가시광 대역의 광을 포함하는 파장 대역으로, 이러한 400 내지 800nm의 광이 조사됨으로써, 광소결, 나아가 합금화가 야기되면서 기판에 미치는 열 손상을 최소화할 수 있다. 보다 구체적으로, 광소결은 400 내지 800nm의 파장 대역의 광, 더욱 구체적으로 370 내지 800nm 파장 대역의 광이 연속적으로 조사되어 수행될 수 있다. 400 내지 800nm의 파장 대역의 광이 조사되는 것은, 강한 에너지를 갖는 자외선이 아닌, 가시광에 의해 광소결이 이루어지는 것을 의미한다. In the heat-resistant alloy composition for photo-sintering, photo-sintering may be photo-sintering by irradiation of white light including a wavelength band of 400 to 800 nm. The light in the wavelength band of 400 to 800 nm is a wavelength band including light in the visible light band, and by irradiating the light of 400 to 800 nm, light sintering and further alloying may be caused to minimize thermal damage to the substrate. More specifically, light sintering may be performed by continuously irradiating light in a wavelength band of 400 to 800 nm, and more specifically light in a wavelength band of 370 to 800 nm. Irradiation of light in the wavelength band of 400 to 800 nm means that light sintering is performed by visible light, not ultraviolet light having strong energy.

광소결용 내열 합금 조성물에서 광소결은 백색광이 1.0 내지 3.5J/cm2의 플루언스로 조사되는 광소결일 수 있다. 1.0 내지 3.5J/cm2의 플루언스의 백색광은 광소결 후에도 광소결된 소결체에 조성물에 함유되는 유기 바인더(고분자 바인더)가 잔류하는 극히 낮은 플루언스이다. 광소결용 내열 합금 조성물이 니켈-크롬계 내열 합금 입자와 함께 표면 산화막이 제어된 금속 나노입자를 함유함으로써, 이러한 낮은 플루언스의 백색광 조사에 의해 비저항이 2300μΩ·cm이하, 구체적으로 500μΩ·cm이하의 극히 우수한 전도도를 갖는 니켈-크롬계 합금의 전도성 막이 제조될 수 있으며, 이러한 낮은 플루언스에서도 수 내지 수십μm에 이르는 후막형의 니켈-크롬계 합금의 전도성막이 제조될 수 있다. 또한, 금속 나노입자가 니켈 나노입자인 경우, 이러한 낮은 플루언스에서도 수 내지 수십μm에 이르는 두께에서 균질하게 광소결 및 합금화가 이루어질 수 있다. In the heat-resistant alloy composition for photo-sintering, photo-sintering may be photo-sintering in which white light is irradiated with a fluence of 1.0 to 3.5 J/cm 2 . The white light having a fluence of 1.0 to 3.5 J/cm 2 is an extremely low fluence in which an organic binder (polymer binder) contained in the composition remains in the sintered body that has been sintered even after light sintering. The heat-resistant alloy composition for photo-sintering contains nickel-chromium-based heat-resistant alloy particles and metal nanoparticles whose surface oxide film is controlled, so that the specific resistance is 2300 μΩ·cm or less, specifically 500 μΩ·cm or less, by white light irradiation with such low fluence. A conductive film of a nickel-chromium-based alloy having an extremely excellent conductivity of can be manufactured, and a conductive film of a thick-film nickel-chromium-based alloy ranging from several to several tens of μm even at such low fluence can be manufactured. In addition, when the metal nanoparticles are nickel nanoparticles, light sintering and alloying can be uniformly performed at a thickness ranging from several to several tens of μm even at such a low fluence.

광소결용 내열 합금 조성물에서 광소결은 백색광이 1 내지 2msec 동안 연속적으로 조사되는 광소결일 수 있다. 1 내지 2msec의 매우 순간적인 광조사는 백색광 조사의 구성과 함께, 광 조사시 누적되는 열에 의해 기판등이 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 공정 시간을 크게 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. 이때, 연속적인 광조사는 광손상으로부터 자유로운 백색광에 의해 광소결, 나아가 합금화가 이루어질 수 있는 내열 합금 조성물의 특성에 기인한다. In the heat-resistant alloy composition for photo-sintering, photo-sintering may be photo-sintering in which white light is continuously irradiated for 1 to 2 msec. A very instantaneous light irradiation of 1 to 2 msec, along with the configuration of white light irradiation, can effectively prevent the substrates from being damaged by the heat accumulated during light irradiation, and significantly shorten the process time, thereby improving productivity. At this time, the continuous light irradiation is due to the properties of the heat-resistant alloy composition that can be sintered and further alloyed by white light free from light damage.

상술한 바와 같이, 금속 나노입자가 니켈 나노입자인 경우, 백색광 조사에 의해 광소결과 함께 내열 합금 입자와 니켈 나노입자간의 합금화 또한 이루어질 수 있다. 이에, 금속 나노입자가 비-니켈 나노입자인 경우, 내열 합금 입자는 사용 환경에 따라 요구되는 물성을 만족하도록 설계된 알려진 니켈-크롬계 합금의 조성을 가질 수 있다. 또한, 금속 나노입자가 니켈 나노입자인 경우, 내열 합금 입자는 상술한 중량부의 니켈 나노입자와의 합금화시, 사용 환경에 따라 요구되는 물성을 만족하도록 설계된 알려진 니켈-크롬계 합금의 조성을 만족하게 되는 조성을 가질 수 있다.As described above, when the metal nanoparticles are nickel nanoparticles, alloying between the heat-resistant alloy particles and the nickel nanoparticles may also be performed with white light irradiation. Accordingly, when the metal nanoparticles are non-nickel nanoparticles, the heat-resistant alloy particles may have a composition of a known nickel-chromium-based alloy designed to satisfy required properties according to the use environment. In addition, when the metal nanoparticles are nickel nanoparticles, the heat-resistant alloy particles satisfy the composition of a known nickel-chromium-based alloy designed to satisfy the required properties according to the use environment when alloying with the above-mentioned parts by weight of the nickel nanoparticles. It can have a composition.

알려진 니켈-크롬계 합금의 비 한정적인 일 예로, 우수한 고온 강도, 내부식성 및 내열성을 갖는 니켈-크롬-철계 합금등을 들 수 있다. 구체적으로, 니켈-크롬-철계 합금은 합금 전체의 중량%로, 크롬: 14.0-17.0%, 철 6.0-10.0%, 잔부의 니켈 및 기타 불가피한 불순물을 함유하며, 오스테나이트 단상 조직일 수 있다. 상세하게, 니켈 조직(matrix)에 14.0-17.0%에 이르는 크롬과 6.0-10.0%의 철을 함유함으로써 내열성이 우수하며, 황, 염화이온이나 수분, 알칼리등에 의한 부식에 강한 저항성을 가지고, 600℃에 이르는 고온에서도 안정적이고 우수한 기계적 성질을 가질 수 있다. One non-limiting example of a known nickel-chromium alloy is a nickel-chromium-iron alloy having excellent high temperature strength, corrosion resistance and heat resistance. Specifically, the nickel-chromium-iron-based alloy is a weight percentage of the entire alloy, and contains chromium: 14.0-17.0%, iron 6.0-10.0%, the remainder of nickel, and other inevitable impurities, and may be an austenitic single-phase structure. In detail, by containing 14.0-17.0% chromium and 6.0-10.0% iron in a nickel matrix, it has excellent heat resistance, has strong resistance to corrosion due to sulfur, chloride ions, moisture, alkali, etc., 600℃ It can have stable and excellent mechanical properties even at high temperatures.

구체적으로, 니켈-크롬-철계 합금은 합금 전체의 중량%로, 크롬: 14.0-17.0%, 철 6.0-10.0%, 잔부의 니켈 및 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있으며, 크롬, 철 및 니켈의 총 함량이 97.5% 이상, 구체적으로 98% 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 니켈-크롬-철계 합금은 합금 전체의 중량%로, Cr: 14.0-17.0%, Fe: 6.0-10.0%, C: 0.10% 이하, Si: 0.50% 이하, Mg: 1.00% 이하, S: 0.015% 이하, Cu: 0.50% 이하, 잔부의 니켈 및 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다. 즉, 니켈-크롬-철계 합금은 합금 전체의 중량%로, Cr: 14.0-17.0%, Fe: 6.0-10.0%, C: 최대 0.10%(0 포함), Si: 최대 0.50%(0 포함), Mg: 최대 1.00%(0 포함), S: 최대 0.015%(0 포함), Cu: 최대 0.50%(0 포함), 잔부의 니켈 및 기타 불가피한 불순물로 구성될 수 있다. C, Si, Mg, S 및 Cu 등의 원소의 최대값은 모두 불순물 중 함량이 제어되어야 하는 원소들 및 불순물의 종류 별 합금에 함유될 수 있는 최대 함량을 의미할 수 있다. Specifically, the nickel-chromium-iron-based alloy is a weight percentage of the entire alloy, chromium: 14.0-17.0%, iron 6.0-10.0%, the balance may consist of nickel and other inevitable impurities, and the total content of chromium, iron and nickel This may be 97.5% or more, specifically 98% or more. More specifically, the nickel-chromium-iron alloy is a weight percentage of the entire alloy, Cr: 14.0-17.0%, Fe: 6.0-10.0%, C: 0.10% or less, Si: 0.50% or less, Mg: 1.00% or less, S: 0.015% or less, Cu: 0.50% or less, residual nickel and other unavoidable impurities. That is, the nickel-chromium-iron-based alloy is the weight percentage of the entire alloy, Cr: 14.0-17.0%, Fe: 6.0-10.0%, C: 0.10% (including 0), Si: 0.50% (including 0), Mg: up to 1.00% (including 0), S: up to 0.015% (including 0), Cu: up to 0.50% (including 0), the remainder of nickel and other inevitable impurities. The maximum values of elements such as C, Si, Mg, S, and Cu may mean the maximum contents that can be contained in alloys according to the types of impurities and elements to be controlled.

내열 합금 입자의 합금은 상술한 니켈-크롬-철계 합금일 수 있다. 이와 달리, 내열 합금 입자의 합금은 상술한 중량부(10 내지 45 중량부, 좋게는 30 내지 45 중량부)의 니켈 나노입자와의 합금화시, 상술한 니켈-크롬-철계 합금 조성, 즉, 합금 전체의 중량%로, 크롬: 14.0-17.0%, 철 6.0-10.0%, 잔부의 니켈 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 조성을 만족하는 합금일 수 있다.The alloy of the heat-resistant alloy particles may be the nickel-chromium-iron-based alloy described above. Alternatively, the alloy of the heat-resistant alloy particles, when alloying with the above-mentioned parts by weight (10 to 45 parts by weight, preferably 30 to 45 parts by weight) of nickel nanoparticles, the above-described nickel-chromium-iron alloy composition, that is, the alloy In the total weight percent, chromium: 14.0-17.0%, iron 6.0-10.0%, the balance may be an alloy satisfying the composition consisting of nickel and other inevitable impurities.

니켈 나노입자와의 합금화시 상술한 니켈-크롬-철계 합금 조성을 만족하는 내열 합금 입자의 구체 예로, 내열 합금 입자는 합금(입자의 합금) 전체의 중량%로, 크롬: 15.4-24.6%, 철 6.6-14.5%, 잔부의 니켈 및 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있으며, 보다 구체적으로, 크롬: 15.4-24.6%, 철: 6.6-14.5%, 탄소: 0.10% 이하, 실리콘: 0.50% 이하, 마그네슘: 1.00% 이하, 황: 0.015% 이하, 구리: 0.50% 이하, 잔부의 니켈 및 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다. When alloying with nickel nanoparticles, a specific example of the heat-resistant alloy particles satisfying the above-described nickel-chromium-iron-based alloy composition, the heat-resistant alloy particles are weight% of the entire alloy (particle alloy), chromium: 15.4-24.6%, iron 6.6 -14.5%, may consist of the remaining nickel and other inevitable impurities, and more specifically, chromium: 15.4-24.6%, iron: 6.6-14.5%, carbon: 0.10% or less, silicon: 0.50% or less, magnesium: 1.00% Or less, sulfur: 0.015% or less, copper: 0.50% or less, the balance may be made of nickel and other inevitable impurities.

금속 나노입자는 산화도가 0.7 이하, 구체적으로는 0 내지 0.7일 수 있다. 산화도는 금속 나노입자의 X-선 광전자 스펙트럼 상, 니켈산화물의 Ni 2p 피크 면적을 니켈의 Ni 2p 피크 면적으로 나눈 비를 의미할 수 있다. X-선 광전자 스펙트럼은 10-8이하의 진공도에서 Al Kα 소스를 이용하여 측정된 것일 수 있다. The metal nanoparticles may have an oxidation degree of 0.7 or less, specifically 0 to 0.7. The degree of oxidation may mean a ratio obtained by dividing the Ni 2p peak area of nickel oxide by the Ni 2p peak area of nickel on the X-ray photoelectron spectrum of the metal nanoparticle. The X-ray photoelectron spectrum may be measured using an Al Kα source at a vacuum degree of 10 -8 or less.

금속 나노입자는 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 것일 수 있다. 유기산은 금속 코어에 우선적으로 화학 흡착(chemisorption)하여 치밀한 유기산 막을 형성할 수 있음에 따라, 캡핑층은 유기산으로 이루어질 수 있다. 즉, 캡핑층은 금속 코어에 화학 흡착된 유기산의 막일 수 있다. 그러나, 후술하는 바와 같이, 금속 나노입자 제조시, 유기산과 유기 아민을 함께 사용하는 제조 공정상 캡핑층에 미량의 아민이 포함될 수 있음은 물론이다. 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑됨에 따라, 금속 코어의 표면 산화가 방지될 수 있다. 금속 코어를 캡핑하는 캡핑층의 두께는 1 내지 2nm일 수 있다. The metal nanoparticles may have a metal core capped with a capping layer containing an organic acid. As the organic acid can preferentially chemosorb to the metal core to form a dense organic acid film, the capping layer may be made of an organic acid. That is, the capping layer may be a film of an organic acid chemically adsorbed to the metal core. However, as will be described later, when manufacturing the metal nanoparticles, it is needless to say that a small amount of amine may be included in the capping layer in the manufacturing process using the organic acid and the organic amine together. As the metal core is capped with a capping layer containing an organic acid, surface oxidation of the metal core can be prevented. The thickness of the capping layer for capping the metal core may be 1 to 2 nm.

유기산은 탄소수가 6 ~ 30인 직쇄형, 분지형 및 환형 중 적어도 하나의 형태를 가지며, 포화 또는 불포화 유기산에서 선택된 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 유기산은 올레산, 리신올레산, 스테아릭산, 히아드록시스테아릭산, 리놀레산, 아미노데카노익산, 하이드록시 데카노익산, 라우르산, 데케노익산, 운데케노익산, 팔리트올레산, 헥실데카노익산, 하이드록시팔미틱산, 하이드록시미리스트산, 하이드록시데카노익산, 팔미트올레산 및 미스리스올레산 등으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The organic acid has at least one of 6 to 30 carbon atoms in the form of a straight chain, branched or cyclic, and may be one or more selected from saturated or unsaturated organic acids. More specifically, organic acids include oleic acid, lysineoleic acid, stearic acid, hyadoxystearic acid, linoleic acid, aminodecanoic acid, hydroxy decanoic acid, lauric acid, decenoic acid, undecenoic acid, palioleic acid, and hex. Sildecanoic acid, hydroxypalmitic acid, hydroxymyritic acid, hydroxydecanoic acid, palmitoleic acid, and may be selected from the group consisting of misoleic acid, but is not limited thereto.

금속 나노입자의 제조는 본 출원인이 출원한 대한민국 공개특허 제2013-0111180호를 참고하여 수행될 수 있으며, 본 발명은 대한민국 공개특허 제2013-0111180호에 기재된 모든 내용을 포함한다.The production of metal nanoparticles can be performed with reference to Republic of Korea Patent Application No. 2013-0111180 filed by the applicant, and the present invention includes all the contents described in Korean Patent Application Publication No. 2013-0111180.

구체적으로, 금속 전구체, 산(상술한 캡핑층의 유기산), 아민(유기아민 화합물) 및 환원제를 포함하는 용액을 가열 및 교반하여 표면 산화막 형성이 제어된 금속 나노입자를 합성할 수 있으며, 가열 교반은 불활성 분위기에서 수행될 수 있다. 금속 전구체는 니켈, 크롬 또는 철의 질산염, 황산염, 아세트산염, 인산염, 규산염, 염산염, 아세틸아세토네이트등을 사용할 수 있다. 금속 전구체와 산과의 몰비율은 1(금속 전구체): 0.2 ~ 4(산)일 수 있다. 아민은 탄소수가 6 ~ 30인 직쇄형, 분지형 및 환형 중 적어도 하나의 형태를 가지며, 포화 및 불포화 아민중에서 하나 또는 둘 이상을 선택할 수 있다. 보다 구체적으로 헥실 아민, 헵틸 아민, 옥틸 아민, 도데실 아민, 2-에틸헥실 아민, 1,3-디메틸-n-부틸 아민, 1-아미노토리데칸 등에서 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 아민의 함량은 금속전구체에 1몰에 대하여 0.2몰 이상, 좋게는 1~50몰, 더욱 좋게는 5~50몰이 좋으며, 상한의 경우에는 유기아민화합물이 비수계용매로 작용할 수 있으므로 굳이 제한되지 않는다. 환원제는 하이드라진, 하이드라진무수물, 염산하이드라진, 황산하이드라진, 하이드라진 하이드레이트 및 페닐하이드라진을 포함하는 하이드라진계 환원제에서 선택된 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 또한 이밖에도 하이드라이드계; 테트라부틸암모늄보로하이드라이드, 테트라메틸암모늄보로하이드라이드, 테트라에틸암모늄보로하이드라이드 및 소듐보로하이드라이드 등을 포함하는 보로하이드라이드계; 소듐포스페이트계; 및 아스크로빅산; 에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 환원제는 환원제/금속 전구체 몰비가 1~100이 되도록 포함할 수 있다. 금속 나노입자 합성은 크게 제한적이지 않지만 환원 효율성을 고려하여 100 ~ 350 ℃ 에서, 보다 바람직하게는 140 ~300℃, 더욱 좋게는 150~300℃에서 수행될 수 있으며, 불활성분위기에서 수행될 수 있다. Specifically, a solution containing a metal precursor, an acid (an organic acid of the capping layer described above), an amine (organic amine compound), and a reducing agent can be heated and stirred to synthesize metal nanoparticles with controlled surface oxide film formation, and heated stirring Can be performed in an inert atmosphere. As the metal precursor, nitrate, sulfate, acetate, phosphate, silicate, hydrochloride, and acetylacetonate of nickel, chromium, or iron can be used. The molar ratio between the metal precursor and the acid may be 1 (metal precursor): 0.2 to 4 (acid). The amine has at least one form of straight-chain, branched and cyclic having 6 to 30 carbon atoms, and one or two or more of saturated and unsaturated amines can be selected. More specifically, hexyl amine, heptyl amine, octyl amine, dodecyl amine, 2-ethylhexyl amine, 1,3-dimethyl-n-butyl amine, 1-aminotoridecan, and the like, but is not limited thereto. The content of amine is 0.2 mol or more, preferably 1-50 mol, more preferably 5-50 mol per 1 mol of the metal precursor, and in the case of an upper limit, the organic amine compound can act as a non-aqueous solvent, so it is not limited. . The reducing agent may be one or more selected from hydrazine-based reducing agents including hydrazine, hydrazine anhydride, hydrazine hydrochloride, hydrazine sulfate, hydrazine hydrate, and phenylhydrazine. In addition, hydride type; A borohydride system including tetrabutylammonium borohydride, tetramethylammonium borohydride, tetraethylammonium borohydride and sodium borohydride; Sodium phosphate system; And ascrobic acid; You can choose one or more from. The reducing agent may include a reducing agent/metal precursor molar ratio of 1 to 100. Synthesis of metal nanoparticles is not greatly limited, but may be performed at 100 to 350°C, more preferably at 140 to 300°C, more preferably at 150 to 300°C in consideration of reduction efficiency, and may be performed in an inert atmosphere.

유기 바인더는 전도성 잉크 조성물에서 바인더 물질로 사용되는 유기물이면 무방하나, 다만, 바인더 및 분산제의 역할을 동시에 수행할 수 있는 고분자 물질인 것이 좋다. 구체적이고 비 한정적인 일 예로, 유기 바인더는 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 자기 가교성 아크릴수지 에멀전, 하이드록시에틸셀룰로오스, 에틸하이드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로스, 하이드록시셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 스티렌부타디엔고무(SBR), C1-C10알킬(메타)아크릴레이트와 불포화 카르복실산의 공중합체, 젤라틴(gelatine), 틴소톤(Thixoton), 스타치(starch), 폴리스티렌, 폴리우레탄, 카르복실기를 포함하는 수지, 페놀성 수지, 에틸셀룰로오스와 페놀성 수지의 혼합물, 에스터 중합체, 메타크릴레이트 중합체, 자기 가교성의 (메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌성 불포화기를 갖는 공중합체, 에틸셀룰로스계, 아크릴레이트계, 에폭시수지계 및 이들 혼합물 중에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 물질등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 유기 바인더가 고분자인 경우, 유기 바인더의 분자량(중량평균분자량, MW)은 5x106 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The organic binder may be any organic material used as a binder material in the conductive ink composition, but is preferably a polymer material capable of simultaneously acting as a binder and a dispersant. As a specific and non-limiting example, the organic binder is polyvinylidene fluoride (PVDF), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene glycol (PEG), polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), Self-crosslinking acrylic resin emulsion, hydroxyethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxycellulose, methylcellulose, nitrocellulose, ethylcellulose, styrene-butadiene rubber (SBR), C1-C10 alkyl (meth)acrylic Copolymers of rate and unsaturated carboxylic acids, gelatin, thixoton, starch, polystyrene, polyurethane, resins containing carboxyl groups, phenolic resins, mixtures of ethylcellulose and phenolic resins , Ester polymers, methacrylate polymers, self-crosslinking (meth)acrylic acid copolymers, copolymers having ethylenically unsaturated groups, ethylcellulose-based, acrylate-based, epoxy resin-based and mixtures thereof, one or two or more selected materials, etc. It may be mentioned, but is not limited thereto. When the organic binder is a polymer, the molecular weight (weight average molecular weight, MW) of the organic binder may be 5x10 6 or less, but is not limited thereto.

내열 합금 조성물은 도포시 도포물이 안정적인 형상을 유지하며 도포물이 위치하는 기재와 강한 결착을 형성하는 측면에서, 내열 합금 입자 100 중량부 기준 0.1 내지 3 중량부의 유기 바인더를 함유할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The heat-resistant alloy composition may contain 0.1 to 3 parts by weight of an organic binder, based on 100 parts by weight of the heat-resistant alloy particles, in terms of forming a strong bond with the substrate on which the coating is located and maintaining a stable shape when applied. It is not limited to this.

내열 합금 조성물에서 용매는 감마-부티로락톤, 포름아마이드, N,N-다이메틸포름아마이드, 다이포름아마이드, 아세토나이트릴, 테트라하이드로퓨란, 다이메틸설폭사이드, 다이에틸렌글리콜, 1-메틸-2-피롤리돈, N,N-다이메틸아세트아미드, 아세톤, 테르피네올, 다이하이드로 테르피네올, 2-메톡시 에탄올, 아세틸아세톤, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 펜타인, 헥센, 사이크로헥센, 1,4-다이옥센, 벤젠, 톨루엔, 트리에틸 아민, 클로로벤젠, 에틸아민, 에틸에테르, 클로로폼, 에틸아세테이트, 아세틱엑시드, 1,2-다이클로로벤젠, tert-부틸알콜, 2-부탄올, 이소프로파놀, 메틸에틸케톤 또는 이들의 혼합 용매등을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In the heat resistant alloy composition, the solvent is gamma-butyrolactone, formamide, N,N-dimethylformamide, diformamide, acetonitrile, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol, 1-methyl-2 -Pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, acetone, terpineol, dihydro terpineol, 2-methoxy ethanol, acetylacetone, methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, ketone , Methyl isobutyl ketone, pentane, hexene, cyclohexene, 1,4-dioxene, benzene, toluene, triethyl amine, chlorobenzene, ethylamine, ethyl ether, chloroform, ethyl acetate, acetic acid, 1 ,2-dichlorobenzene, tert-butyl alcohol, 2-butanol, isopropanol, methyl ethyl ketone, or a mixed solvent thereof, but is not limited thereto.

내열 합금 조성물은 조성물의 구체 도포 방법을 고려하여, 구체 방법에 적절한 점성이나 인쇄적성을 갖도록 고형분(금속 나노입자 및 내열 합금 입자)을 함유하면 족하다. 구체적인 일 예로, 내열 합금 조성물은 30 내지 90중량%의 고형분, 구체적으로 50 내지 85중량%의 고형분을 함유할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The heat-resistant alloy composition is sufficient if it contains solids (metal nanoparticles and heat-resistant alloy particles) so as to have a viscosity or printability suitable for the concrete method in consideration of the method of specifically applying the composition. As a specific example, the heat-resistant alloy composition may contain 30 to 90% by weight of solid content, specifically 50 to 85% by weight of solid content, but is not limited thereto.

본 발명은 상술한 내열 합금 조성물을 이용한 전도성 내열 합금막의 제조방법을 포함한다. The present invention includes a method of manufacturing a conductive heat-resistant alloy film using the above-described heat-resistant alloy composition.

본 발명에 따른 전도성 내열 합금막의 제조방법은 a) 내열 합금 조성물을 도포하여 도포막을 제조하는 단계; 및 b) 도포막에 광을 조사하여 전도성 니켈-크롬-철계 합금막을 제조하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a conductive heat-resistant alloy film according to the present invention comprises the steps of: a) applying a heat-resistant alloy composition to produce a coating film; And b) irradiating light to the coating film to prepare a conductive nickel-chromium-iron alloy film.

a) 단계의 도포는 노즐젯 프린팅, 슬롯다이 코팅, 그라비아 인쇄, 플렉소그래피 인쇄, 닥터 블레이드 코팅, 스크린 프린팅, 정전수력학 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅, 임프린팅, 리버스옵셋 프린팅, 바-코팅, 그라비옵셋 프린팅, 롤 코팅등 기재에 설계된 형상과 크기로 입자상을 함유하는 조성물을 도포(인쇄)하는데 통상적으로 사용되는 방법을 이용하면 족하다.The application of step a) includes nozzle jet printing, slot die coating, gravure printing, flexographic printing, doctor blade coating, screen printing, electrostatic hydraulic printing, micro contact printing, imprinting, reverse offset printing, bar-coating, and It is sufficient to use a method commonly used to apply (print) a composition containing a particulate in a shape and size designed on a substrate such as Ravi Offset printing, roll coating, and the like.

본 발명에 따른 전도성 내열 합금막의 제조방법에서, b)의 광조사는 상술한 내열 합금 조성물에서 상술한 광조사 조건과 유사 내지 동일할 수 있다. 구체적으로, b) 단계는 백색광, 구체적으로 400 내지 800nm 파장 대역을 포함하는 백색광, 보다 구체적으로, 370 내지 800nm 파장 대역을 포함하는 백색광이 조사되어 수행될 수 있다. 또한, b) 단계는 백색광이 연속적으로 조사되어 수행될 수 있다. In the method for manufacturing a conductive heat-resistant alloy film according to the present invention, light irradiation of b) may be similar to or the same as the light irradiation conditions described above in the heat-resistant alloy composition. Specifically, step b) may be performed by irradiating white light, specifically white light including a wavelength band of 400 to 800 nm, and more specifically, white light including a wavelength band of 370 to 800 nm. In addition, step b) may be performed by continuously irradiating white light.

조사되는 백색광의 플루언스는 1.0 내지 3.5J/cm2일 수 있으며, 백색광이 1 내지 2msec 동안 연속적으로 조사될 수 있다.The fluence of the irradiated white light may be 1.0 to 3.5 J/cm 2 , and the white light may be irradiated continuously for 1 to 2 msec.

본 발명은 상술한 내열 합금 조성물이 도포 및 광소결되어 제조되는 전도성 내열 합금막을 포함한다.The present invention includes a conductive heat-resistant alloy film prepared by applying and photo-sintering the above-described heat-resistant alloy composition.

본 발명에 따른 전도성 내열 합금막은 상술한 제조방법으로 제조되어, 0.5μm 이상의 두께 및 2300μΩ·cm이하의 비저항(resistivity)을 가질 수 있다. 금속 나노입자와 내열 합금 입자를 함유하는 조성물을 이용한 백색광 소결에 의해 전도성 내열 합금막이 제조됨에 따라, 전도성 내열 합금막은 0.5μm 이상, 구체적으로 1μm 이상, 보다 구체적으로 10 내지 30μm 두께의 후막일 수 있으며, 이러한 후막에서 2300μΩ·cm이하의 비저항(resistivity), 나아가 500μΩ·cm이하의 비저항을 가질 수 있다.The conductive heat-resistant alloy film according to the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method, and may have a thickness of 0.5 μm or more and a resistivity of 2300 μΩ·cm or less. As the conductive heat-resistant alloy film is prepared by white light sintering using a composition containing metal nanoparticles and heat-resistant alloy particles, the conductive heat-resistant alloy film may be a thick film having a thickness of 0.5 μm or more, specifically 1 μm or more, and more specifically 10 to 30 μm, , In this thick film, it may have a resistivity of 2300 μΩ·cm or less, and further a resistivity of 500 μΩ·cm or less.

또한, 금속 나노입자와 내열 합금 입자를 함유하는 조성물을 이용한 극히 낮은 플루언스의 백색광 조사에 의해 전도성 내열 합금막이 제조됨에 따라, 전도성 내열 합금막에는 내열 합금 조성물로부터 유래한 유기 바인더가 잔류할 수 있다.In addition, as the conductive heat-resistant alloy film is manufactured by irradiation of extremely low fluence white light using a composition containing metal nanoparticles and heat-resistant alloy particles, an organic binder derived from the heat-resistant alloy composition may remain in the conductive heat-resistant alloy film. .

또한, 니켈 나노입자와 내열 합금 입자를 함유하는 조성물을 이용한 백색광 조사에 의해 전도성 내열 합금막이 제조됨에 따라, 전도성 내열 합금막은 오스테나이트 단상의 합금막일 수 있으며, 크롬, 나아가, 철과 크롬이 균일하게 고용된 오스테나이트 단상의 합금막일 수 있다. 전도성 내열 합금막의 합금 조성은 상술한 니켈-크롬-철계 합금에 상응할 수 있다.In addition, as the conductive heat-resistant alloy film is prepared by irradiation of white light using a composition containing nickel nanoparticles and heat-resistant alloy particles, the conductive heat-resistant alloy film may be an austenitic single-phase alloy film, and chromium, furthermore, iron and chromium are uniformly It may be an alloy film of austenite single phase employed. The alloy composition of the conductive heat-resistant alloy film may correspond to the nickel-chromium-iron-based alloy described above.

(제조예)(Production example)

250ml의 플라스크(4-neck flask)에 71.84 g의 올레일아민(0.188mol)과 4.237g의 올레산(0.014mol)을 투입하고 370rpm으로 교반한 후, 5.048g의 니켈 아세틸아세토네이트(Nickel acetylacetonate, 0.019mol)를 투입하고 20min동안 진공상태로 만든 뒤 아르곤 가스를 흘려주어 불활성 분위기를 만들었다. 이 후 플라스크를 10분 동안 90℃로 승온 후 60분동안 유지하며 질소 가스로 버블링하였다. 버블링 완료 후, 환원제로 29.1g의 페닐하이드라진(phenylhydrazine, 0.261mol)을 2ml/min의 속도로 주입하였다. 환원제 주입이 완료된 후, 플라스크를 3℃/min의 속도로 240℃까지 승온시키고 240℃에서 1시간동안 반응시킨 후 냉각하여 반응을 종료시켰다.After adding 71.84 g of oleylamine (0.188 mol) and 4.237 g of oleic acid (0.014 mol) to a 250 ml flask (4-neck flask) and stirring at 370 rpm, 5.048 g of nickel acetylacetonate (0.019) mol) was added and made vacuum for 20 min, then an argon gas was flowed to create an inert atmosphere. Thereafter, the flask was heated to 90° C. for 10 minutes and then maintained for 60 minutes to bubble with nitrogen gas. After the bubbling was completed, 29.1 g of phenylhydrazine (0.261 mol) was injected as a reducing agent at a rate of 2 ml/min. After injection of the reducing agent was completed, the flask was heated to 240°C at a rate of 3°C/min, reacted at 240°C for 1 hour, and then cooled to terminate the reaction.

반응이 종료된 용액에 클로로포름(chloroform)을 반응액과 동일 부피로 투입한 후 21000rpm으로 10min동안 원심분리하여 제조된 니켈 입자(평균 직경 = 35 nm, 산화도 = 0.55)를 회수하였다. 회수된 입자와 톨루엔을 혼합한 후 톨루엔과 동일 부피의 클로로포름을 추가 투입한 후 동일 조건(21000rpm, 10min)으로 원심분리하는 과정을 2회 반복 수행하였다. 반복 수행 후 회수된 니켈 나노입자는 톨루엔에 분산되어 보관되었으며, 보관된 니켈 나노입자는 톨루엔과 동일 부피의 클로로포름을 추가 투입한후 원심분리(21000rpm, 10min)하여 회수되었다. After the reaction was completed, chloroform was added in the same volume as the reaction solution, followed by centrifugation at 21000 rpm for 10 min to collect nickel particles (average diameter = 35 nm, oxidation degree = 0.55). After mixing the recovered particles and toluene, an additional volume of chloroform was added with toluene, followed by repeating the process of centrifugation twice under the same conditions (21000 rpm, 10 min). The nickel nanoparticles recovered after repeated execution were dispersed and stored in toluene, and the stored nickel nanoparticles were recovered by adding a volume of chloroform equal to toluene and centrifuging (21000 rpm, 10 min).

(실시예 1)(Example 1)

테르피네올(terpineol)에 바인더인 PVP(poly vinyl pirrolidone, MW360000)를 투입한 후 60℃에서 교반하여 10wt%의 PVP 용액을 제조하였다.After adding a binder, PVP (poly vinyl pirrolidone, MW360000) as a binder to terpineol, the mixture was stirred at 60°C to prepare a 10 wt% PVP solution.

제조예에서 제조된 니켈 나노입자를 테르피네올에 분산시켜 20wt%의 니켈 나노입자 분산액을 제조하였다. The nickel nanoparticles prepared in Preparation Example were dispersed in terpineol to prepare a 20 wt% nickel nanoparticle dispersion.

평균 150nm 직경을 갖는 니켈 크롬계 내열 합금 입자(Cr:17wt%, Fe: 8wt%, Ni : 잔부): PVP 용액의 질량비가 100 : 7이 되도록 혼합하고 믹서를 이용하여 교반하여 제1혼합물을 제조하였다. Nickel chromium-based heat-resistant alloy particles having an average diameter of 150 nm (Cr: 17 wt%, Fe: 8 wt%, Ni: remainder): Mixing so that the mass ratio of the PVP solution is 100: 7 and stirring using a mixer to prepare a first mixture Did.

내열 합금 입자 : 니켈 나노입자의 질량비가 80:20이 되도록 제1혼합물과 니켈 나노입자 분산액을 혼합한 후, 혼합된 니켈 나노입자 : PVP 용액의 질량비가 100 : 7이 되도록 PVP 용액을 추가 혼합하고 믹서를 이용하여 교반하여 합금 페이스트를 제조하였다.After mixing the first mixture and the nickel nanoparticle dispersion so that the mass ratio of the heat-resistant alloy particles: nickel nanoparticles is 80:20, the PVP solution is further mixed so that the mass ratio of the mixed nickel nanoparticles: PVP solution is 100: 7. The mixture was stirred using a mixer to prepare an alloy paste.

(실시예 2~3)(Examples 2 to 3)

실시예 1에서 제1혼합물과 니켈 나노입자 분산액의 혼합시 내열 합금 입자 : 니켈 나노입자의 질량비가 70:30(실시예 2) 또는 90:10(실시예 3)이 되도록 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 합금 페이스트를 제조하였다.In Example 1, when mixing the first mixture and the dispersion of nickel nanoparticles, except that the heat-resistant alloy particles: nickel nanoparticles were mixed to have a mass ratio of 70:30 (Example 2) or 90:10 (Example 3), An alloy paste was prepared in the same manner as in Example 1.

(실시예 4)(Example 4)

실시예 1, 실시예 2 또는 실시예 3에서 제조된 합금 페이스트를 100μm의 구경을 가지는 노즐에 채운 뒤 220KPa의 공압으로 10 mm/sec의 속도로 노즐젯프린팅하여 인쇄막을 제조한 후 용매를 완전히 휘발시켜 건조하고, 제논 램프를 이용하여 건조된 인쇄막에 1.5msec 동안 1.58J/cm2의 플루언스로 백색광을 조사하여 합금 막을 제조하였다. 제조된 합금막의 면저항(Ω/sq.), 제조된 합금막의 두께(μm) 및 제조된 합금막의 비저항(μΩ·cm)을 합금 페이스트별로 표 1에 정리 도시하였다. 이때, 제조된 합금막의 전기적 특성은 4-포인트 프루브(4-point probe)를 이용하여 측정되었으며, 합금 막의 두께는 마이크로미터를 이용하여 측정되었다.After filling the alloy paste prepared in Example 1, Example 2 or Example 3 in a nozzle having a diameter of 100 μm, a nozzle jet printing was performed at a speed of 10 mm/sec at a pressure of 220 KPa to prepare a printing film, and then the solvent was completely volatilized. The film was dried by using a xenon lamp to irradiate white light with a fluence of 1.58 J/cm 2 for 1.5 msec to prepare an alloy film. The sheet resistance of the prepared alloy film (Ω/sq.), the thickness of the manufactured alloy film (μm), and the specific resistance of the manufactured alloy film (μΩ·cm) are summarized in Table 1 for each alloy paste. At this time, the electrical properties of the prepared alloy film were measured using a 4-point probe, and the thickness of the alloy film was measured using a micrometer.

(표 1)(Table 1)

Figure pat00001
Figure pat00001

(실시예 5)(Example 5)

실시예 1에서 제조된 합금 페이스트를 100μm의 구경을 가지는 노즐에 채운 뒤 220KPa의 공압으로 5mm/sec의 속도로 프린팅하여 인쇄막을 제조한 후 용매를 완전히 휘발시켜 건조하고, 제논 램프를 이용하여 건조된 인쇄막에 백색광을 조사하여 5μm 두께의 합금 막을 제조하였다. 광조사 조건은 아래 표 2에 따랐으며, 조사시간동안 연속적으로 백색광을 조사하였다. 제조된 합금막의 선 저항을 플루언스 별로 표 3에 정리 도시하였다.After filling the alloy paste prepared in Example 1 with a nozzle having a diameter of 100 μm and printing at a rate of 5 mm/sec with a pneumatic pressure of 220 KPa, a printing film was prepared, and then the solvent was completely volatilized to dry, and then dried using a xenon lamp. The white film was irradiated with white light to prepare an alloy film having a thickness of 5 μm. The light irradiation conditions were in accordance with Table 2 below, and white light was continuously irradiated during the irradiation time. The line resistance of the prepared alloy film is summarized in Table 3 for each fluence.

(표 2)(Table 2)

Figure pat00002
Figure pat00002

(표 3)(Table 3)

Figure pat00003
Figure pat00003

(비교예 1)(Comparative Example 1)

실시예 1에서 니켈 나노입자 분산액을 혼합하지 않고, 내열 합금 입자와 PVP 용액이 100 : 7의 질량비로 혼합 및 교반된 제1혼합물을 합금 페이스트로 사용하여, 실시예 4와 동일하게 인쇄한 후, 건조된 인쇄막에 1.5msec 동안 1.58, 1.86 또는 2.14J/cm2의 플루언스로 백색광을 조사하여 합금 막을 제조하였다. 비교예 1에서 제조된 합금막의 면저항(Ω/sq.), 제조된 합금막의 두께(μm) 및 제조된 합금막의 비저항(μΩ·cm) 또한, 표 1에 정리 도시하였다.After the nickel nanoparticle dispersion was not mixed in Example 1, the heat-resistant alloy particles and the PVP solution were mixed and stirred at a mass ratio of 100: 7 as the alloy paste, and then printed in the same manner as in Example 4, An alloy film was prepared by irradiating white light with a fluence of 1.58, 1.86 or 2.14 J/cm 2 on the dried printing film for 1.5 msec. The sheet resistance of the alloy film prepared in Comparative Example 1 (Ω/sq.), the thickness of the manufactured alloy film (μm), and the specific resistance of the prepared alloy film (μΩ·cm) are also summarized in Table 1.

표 1을 통해 알 수 있듯이, 니켈 나노입자를 함유하지 않는 합금 페이스트(비교예 1의 페이스트)의 경우 1.58, 1.86 또는 2.14J/cm2의 광조사 플루언스와 무관하게 모두 7600Ω/sq. 수준의 면저항을 나타내, 광소결이 이루어지지 않음을 알 수 있다. 반면, 본 발명에 따른 합금 페이스트의 경우, 1~2J/cm2 수준의 극히 낮은 플루언스로 백색광을 조사하는 것으로, 10~20μm의 후막 조건에서도, 2300μΩ·cm이하의 낮은 비저항(resistivity)을 갖는 고 전도성 내열 합금막이 제조됨을 알 수 있다. As can be seen from Table 1, in the case of the alloy paste containing no nickel nanoparticles (paste of Comparative Example 1), regardless of the light irradiation fluence of 1.58, 1.86 or 2.14 J/cm 2 , all were 7600 Ω/sq. It shows the level of sheet resistance, and it can be seen that photo-sintering is not performed. On the other hand, in the case of the alloy paste according to the present invention, by irradiating white light with an extremely low fluence of 1 to 2 J/cm 2 level, even with a thick film condition of 10 to 20 μm, having a low resistivity of 2300 μΩ·cm or less It can be seen that a highly conductive heat-resistant alloy film is produced.

도 1은 비교예 1에서 제조된 합금 막을 관찰한 주사전자현미경 사진이다. 표 1 및 도 1에서 알 수 있듯이, 니켈 나노입자를 함유하지 않는 합금 페이스트(비교예 1의 페이스트)의 경우 백색광 조사 후에도 광 조사 전 건조된 인쇄막과 실질적으로 유사한 상태임을 알 수 있다.1 is a scanning electron microscope photograph of the alloy film prepared in Comparative Example 1. As can be seen from Table 1 and Figure 1, it can be seen that the alloy paste (paste of Comparative Example 1) that does not contain nickel nanoparticles is in a substantially similar state to the printed film dried before light irradiation even after white light irradiation.

도 2는 비교예 1에서 제조된 합금 막의 X-선 회절 분석 결과를 도시한 도면이다. 도 2에서 알 수 있듯이, 백색광 조사에 의한 소결은 이루어지지 않으면서 오히려 광조사 전 니켈 기지에 고용되어 있던 철과 크롬이, 백색광 조사에 의해 석출되며 석출상이 생성됨을 알 수 있다.2 is a view showing the results of X-ray diffraction analysis of the alloy film prepared in Comparative Example 1. As can be seen in FIG. 2, it can be seen that sintering by white light irradiation does not occur, but rather iron and chromium employed in the nickel base before light irradiation are precipitated by white light irradiation and a precipitated phase is generated.

도 3은 실시예 4에서 제조된 합금 막을 관찰한 주사전자현미경 사진이다. 표 1 및 도 3을 통해 알 수 있듯이, 백색광 조사에 의해 입자들이 계면을 이루며 서로 결착하여 안정적인 전류이동 경로를 형성함을 확인할 수 있으며, 단지 총 입자상 기준 10wt%의 니켈나노입자 첨가에 의해 비저항 값이 0.00025배로 급격하고 현저하게 감소함을 알 수 있다. 또한, 총 입자상에서 니켈 나노입자의 질량 분율을 30%까지 증가시키는 경우 그 비저항이 0.000046배로 놀랍도록 감소하는 것을 알 수 있으며, 418μΩ·cm의 매우 낮은 비저항을 갖는 합금 막이 제조됨을 알 수 있다.3 is a scanning electron microscope photograph of the alloy film prepared in Example 4. As can be seen through Table 1 and FIG. 3, it can be seen that the particles form an interface and form a stable current transfer path by irradiating white light, and a specific resistance value by adding only 10 wt% of nickel nanoparticles based on the total particle size. It can be seen that this decreases sharply and significantly to 0.00025 times. In addition, it can be seen that when the mass fraction of the nickel nanoparticles is increased to 30% on the total particles, the specific resistance is surprisingly reduced to 0.000046 times, and an alloy film having a very low specific resistance of 418 μΩ·cm is produced.

표 1에 정리도시한 바와 같이, 제조된 합금 막의 두께는 11~19μm의 매우 두꺼운 후막이다. 이에, 인쇄막이 수 내지 수십 마이크로미터의 두께를 갖는 후막이라도, 기재등이 광에 의한 손상으로부터 자유로운 백색광을 1.58J/cm2이라는 극히 낮은 플루언스로 1.5msec의 매우 짧은 시간동안 조사하는 것으로, 수백 μΩ·cm의 비저항을 갖는 고 전기전도성 인코넬 합금 막이 제조됨을 알 수 있다.As summarized in Table 1, the thickness of the prepared alloy film is a very thick thick film of 11 to 19 μm. Accordingly, even if the printing film has a thickness of several to several tens of micrometers, the substrate light irradiates white light free from damage due to light with an extremely low fluence of 1.58 J/cm 2 for a very short time of 1.5 msec. It can be seen that a high electrical conductivity Inconel alloy film having a specific resistance of μΩ·cm is produced.

도 4는 실시예 4에서 제조된 합금 막의 X-선 회절 분석 결과를 도시한 도면이다. 도 4에서 알 수 있듯이, 순수한 인코넬 합금에 백색광을 조사한 비교예의 결과와는 달리 니켈 기지에 고용된 철과 크롬의 석출이 발생하지 않으며, 안정적으로 균질한 고용상, 즉, 오스테나이트 단상이 유지됨을 알 수 있다.  4 is a view showing the results of X-ray diffraction analysis of the alloy film prepared in Example 4. As can be seen in FIG. 4, unlike the results of the comparative example in which white light was irradiated to a pure Inconel alloy, precipitation of iron and chromium employed in the nickel base did not occur, and a stable and homogeneous solid solution, that is, austenite single phase was maintained. Able to know.

도 5는 에너지분광분석(EDS)을 통해 실시예 4에서 제조된 합금 막의 단면에서 Ni 조성 맵핑한 도면으로, 도 5에서 알 수 있듯이 투입된 니켈 나노입자가 합금화되며, 전 영역에서 균질한 Ni 조성을 나타냄을 알 수 있다.FIG. 5 is a diagram of Ni composition mapping on the cross-section of the alloy film prepared in Example 4 through energy spectroscopy (EDS). As can be seen in FIG. 5, the injected nickel nanoparticles are alloyed and show a homogeneous Ni composition in all regions. Can be seen.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, in the present invention, it has been described by specific matters and limited embodiments and drawings, which are provided to help the overall understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, and the present invention Various modifications and variations can be made by those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should not be determined, and all claims that are equivalent or equivalent to the scope of the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the spirit of the invention. .

Claims (14)

니켈-크롬계 내열 합금 입자; 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑되되, 상기 금속 코어의 금속이 상기 내열 합금 입자에 함유된 금속 중 하나의 금속인 금속 나노입자; 유기 바인더; 및 용매;를 포함하는 광소결용 내열 합금 조성물.Nickel-chromium-based heat-resistant alloy particles; Metal nanoparticles in which the metal core is capped with a capping layer containing an organic acid, wherein the metal of the metal core is one of the metals contained in the heat-resistant alloy particles; Organic binders; And a solvent; a heat-resistant alloy composition for sintering. 제 1항에 있어서,
상기 내열 합금 입자는 나노입자인 내열 합금 조성물.
According to claim 1,
The heat-resistant alloy particles are nano-particles heat-resistant alloy composition.
제 2항에 있어서,
상기 내열 합금 입자의 크기를 상기 금속 나노입자의 크기로 나눈 비는 2 내지 100인 내열 합금 조성물.
According to claim 2,
The ratio of the size of the heat-resistant alloy particles divided by the size of the metal nanoparticles is 2 to 100.
제 1항에 있어서,
상기 금속 코어의 금속은 니켈인 내열 합금 조성물.
According to claim 1,
The metal of the metal core is a heat-resistant alloy composition.
제 2항에 있어서,
상기 내열 합금 입자 100 중량부 기준 10 내지 45 중량부의 금속 나노입자를 함유하는 광소결용 내열 합금 조성물.
According to claim 2,
Heat-resistant alloy composition for photo-sintering containing 10 to 45 parts by weight of metal nanoparticles based on 100 parts by weight of the heat-resistant alloy particles.
제 1항에 있어서,
상기 내열 합금 입자 100 중량부 기준 0.1 내지 3 중량부의 유기 바인더를 함유하는 광소결용 내열 합금 조성물.
According to claim 1,
Heat-resistant alloy composition for light sintering containing 0.1 to 3 parts by weight of an organic binder based on 100 parts by weight of the heat-resistant alloy particles.
제 1항에 있어서,
상기 내열 합금 입자는 합금 전체의 중량%로, 크롬: 14.0-17.0%, 철: 6.0-10.0%, 잔부의 니켈 및 기타 불가피한 불순물을 함유하는 내열 합금 조성물.
According to claim 1,
The heat-resistant alloy particles are weight% of the entire alloy, chromium: 14.0-17.0%, iron: 6.0-10.0%, heat-resistant alloy composition containing the balance of nickel and other inevitable impurities.
제 1항에 있어서,
상기 광소결은 400 내지 800nm 파장 대역을 포함하는 백색광 소결인 내열 합금 조성물.
According to claim 1,
The light sintering is a white light sintering heat-resistant alloy composition comprising a wavelength band of 400 to 800nm.
제 8항에 있어서,
상기 광소결시 조사되는 광의 플루언스(fluence)는 1.0 내지 3.5J/cm2인 내열 합금 조성물.
The method of claim 8,
When the light is sintered, the fluence of light irradiated is 1.0 to 3.5 J/cm 2 , a heat-resistant alloy composition.
제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 따른 내열 합금 조성물을 도포하여 도포막을 제조하는 단계;
상기 도포막에 광을 조사하여 전도성 니켈-크롬계 내열 합금막을 제조하는 단계;
를 포함하는 전도성 내열 합금막의 제조방법.
Claims 1 to 7 of applying the heat-resistant alloy composition according to any one of the steps to prepare a coating film;
Manufacturing a conductive nickel-chromium based heat resistant alloy film by irradiating light to the coating film;
Method for producing a conductive heat-resistant alloy film comprising a.
제 10항에 있어서,
상기 광 조사는 400 내지 800nm 파장 대역을 포함하는 백색광의 조사인 전도성 내열 합금막의 제조방법.
The method of claim 10,
The light irradiation is a method of manufacturing a conductive heat-resistant alloy film that is irradiation of white light containing a wavelength band of 400 to 800nm.
제 11항에 있어서,
상기 광 조사시 광의 플루언스(fluence)는 1.0 내지 3.5J/cm2인 전도성 내열 합금막의 제조방법.
The method of claim 11,
A method of manufacturing a conductive heat-resistant alloy film having a light fluence of 1.0 to 3.5 J/cm 2 when irradiating the light.
제 11항에 있어서,
상기 광 조사시 광은 1 내지 2msec 동안 연속적으로 조사되는 전도성 내열 합금막의 제조방법.
The method of claim 11,
When the light is irradiated, the light is continuously irradiated for 1 to 2 msec.
제 10항의 제조방법으로 제조되어, 0.5μm 이상의 두께 및 2300μΩ·cm이하의 비저항(resistivity)을 갖는 전도성 내열 합금막.A conductive heat-resistant alloy film manufactured by the method of claim 10, having a thickness of 0.5 μm or more and a resistivity of 2300 μΩ·cm or less.
KR1020180146922A 2018-11-26 2018-11-26 Heat-resistant Alloy Composition for Light Sintering and the Fabrication Method of Conductive Heat-resistant Alloy Layer Using Thereof KR102201875B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180146922A KR102201875B1 (en) 2018-11-26 2018-11-26 Heat-resistant Alloy Composition for Light Sintering and the Fabrication Method of Conductive Heat-resistant Alloy Layer Using Thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180146922A KR102201875B1 (en) 2018-11-26 2018-11-26 Heat-resistant Alloy Composition for Light Sintering and the Fabrication Method of Conductive Heat-resistant Alloy Layer Using Thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200061523A true KR20200061523A (en) 2020-06-03
KR102201875B1 KR102201875B1 (en) 2021-01-12

Family

ID=71088024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180146922A KR102201875B1 (en) 2018-11-26 2018-11-26 Heat-resistant Alloy Composition for Light Sintering and the Fabrication Method of Conductive Heat-resistant Alloy Layer Using Thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102201875B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995026439A1 (en) 1994-03-25 1995-10-05 Asea Brown Boveri Inc. Smelt spout for a recovery furnace
JP3439554B2 (en) * 1994-12-21 2003-08-25 東燃ゼネラル石油株式会社 Method for producing metal substrate with ceramic coating
US20060240273A1 (en) * 2001-05-15 2006-10-26 Kazuhiro Ogawa Member coated with thermal barrier coating film and thermal spraying powder
KR20170047936A (en) * 2015-10-26 2017-05-08 한국화학연구원 Ink composition for light sintering and manufacturing method thereof
KR20170048714A (en) * 2015-10-27 2017-05-10 한국화학연구원 Ink composition for light sintering and manufacturing method thereof
KR20180008835A (en) * 2018-01-12 2018-01-24 한국화학연구원 Ink composition for light sintering and manufacturing method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995026439A1 (en) 1994-03-25 1995-10-05 Asea Brown Boveri Inc. Smelt spout for a recovery furnace
JP3439554B2 (en) * 1994-12-21 2003-08-25 東燃ゼネラル石油株式会社 Method for producing metal substrate with ceramic coating
US20060240273A1 (en) * 2001-05-15 2006-10-26 Kazuhiro Ogawa Member coated with thermal barrier coating film and thermal spraying powder
KR20170047936A (en) * 2015-10-26 2017-05-08 한국화학연구원 Ink composition for light sintering and manufacturing method thereof
KR20170048714A (en) * 2015-10-27 2017-05-10 한국화학연구원 Ink composition for light sintering and manufacturing method thereof
KR20180008835A (en) * 2018-01-12 2018-01-24 한국화학연구원 Ink composition for light sintering and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR102201875B1 (en) 2021-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Karthik et al. Conductive silver inks and their applications in printed and flexible electronics
EP3454998B1 (en) Additive manufacturing method for depositing a metal paste
JP4973830B2 (en) Conductive composition, conductive paste and conductive film
KR101785350B1 (en) Fabrication Method of Conductive Metal Film with Light Sintering
EP2610023A1 (en) Low-temperature sinterable silver nanoparticle composition and electronic component formed using that composition
KR100905399B1 (en) Conductive ink compositions incorporating nano glass frit and nano metal for enhanced adhesion with glass and ceramic substrates used in displays
WO2011048937A1 (en) Conductive film using high concentration dispersion of copper-based nanoparticles, and method for producing same
JP2013161544A (en) Conductive material and manufacturing method of the same
TWI326297B (en) Conductive ink composition and preparing method thereof
JP5431071B2 (en) Conductive substrate, precursor thereof, and production method thereof
KR101140270B1 (en) Electroconductive silver nano particle composite, ink and method for preparing the same
JP2015157941A (en) Silver flake conductive paste ink with nickel particles
TWI694469B (en) Composition for forming conductive pattern and method of forming conductive pattern
Wang et al. Low-temperature sintering of silver patterns on polyimide substrate printed with particle-free ink
JP5072228B2 (en) Method for producing metal coating
KR102201875B1 (en) Heat-resistant Alloy Composition for Light Sintering and the Fabrication Method of Conductive Heat-resistant Alloy Layer Using Thereof
KR20150118624A (en) Manufacture method of basic ink containing carbon-nonbonding metal nanoparticles & metal nanoparticles particle-dispersed ink
KR101909435B1 (en) Ink composition for light sintering and manufacturing method thereof
Gupta et al. Film processing characteristics of nano gold suitable for conductive application on flexible substrates
JP5433931B2 (en) Method for producing PTC ink composition and PTC ink composition
Yeom et al. Sintering mechanism of micron/submicron-size silver particles
Han et al. The fabrication of highly conductive and flexible Ag patterning through baking Ag nanosphere− nanoplate hybrid ink at a low temperature of 100 C
JP2014196233A (en) Method for joining ceramic member and aluminum member together and assembly
KR20150076633A (en) Method for preparing of carbon-metal composite
Shafiee et al. Effect of nanometric and micronic particles size on physical and electrical properties of graphite thick film

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant