KR20210038105A - Manufacturing method for metal foam - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 금속폼의 제조 방법에 관한 것이다. The present application relates to a method of manufacturing a metal foam.
금속폼(metal foam)은 경량성, 에너지 흡수성, 단열성, 내화성 또는 친환경 등의 다양하고 유용한 특성을 가진다. 이에 따라, 금속폼은 경량 구조물, 수송 기계, 건축 자재 또는 에너지 흡수 장치 등을 포함하는 다양한 분야에 적용될 수 있다. 또한, 금속폼은 높은 비표면적을 가질 뿐만 아니라, 액체, 기체 등의 유체 또는 전자의 흐름을 보다 향상시킬 수 있으므로, 열 교환 장치용 기판, 촉매, 센서, 액츄에이터, 2차 전지, 연료 전지 등에 적용되어 유용하게 사용될 수 있다.Metal foam has a variety of useful properties such as light weight, energy absorption, heat insulation, fire resistance, or eco-friendliness. Accordingly, the metal foam can be applied to various fields including lightweight structures, transport machinery, building materials or energy absorbing devices. In addition, metal foam not only has a high specific surface area, but can further improve the flow of fluids or electrons such as liquids and gases, so it is applied to substrates for heat exchange devices, catalysts, sensors, actuators, secondary cells, fuel cells, etc. And can be usefully used.
일반적으로는, 금속 성분을 포함하는 슬러리를 이용해서 금속폼 전구체를 형성하고, 그 금속폼 전구체를 소결하는 방식으로 금속폼을 제조한다. 금속폼 전구체를 소결하는 방법으로는, 퍼니스(furnace) 등의 가열 장치를 사용해서 열을 인가하거나, 전자기장을 인가하여 금속 성분에 와전류를 발생시켜서, 그 금속 성분의 저항에 의해 발생한 줄열(Joule heat)을 발생시키는 방식(“유도 가열”로도 칭한다)이 알려져있다. 그러나, 전자의 경우 열처리 특성 상 특정 온도까지 승온시키고, 냉각시키는 과정이 필수적으로 수반되기에, 오랜 시간 동안 소요되는 문제가 있다. 후자의 경우, 상대적으로 빠른 시간 동안에 소결할 수 있다. 그러나, 후자의 경우 적용 가능한 금속 성분의 종류가 제한된다. 후자의 경우 전자기장 인가에 의해 발열할 수 있는 금속 성분만 적용 가능하기 때문이다. 또한, 후자의 경우, 그 금속폼 전구체를 지지하는 기판의 종류 또한 제한된다. 후자의 경우 금속 성분의 발열에 의해 소결하는 것이어서, 그 기판의 소재가 열의 인가로도 쉽게 변형되지 않아야 하기 때문이다. In general, a metal foam is manufactured by forming a metal foam precursor using a slurry containing a metal component and sintering the metal foam precursor. As a method of sintering the metal foam precursor, heat is applied using a heating device such as a furnace or an electromagnetic field is applied to generate an eddy current in a metal component, and Joule heat generated by the resistance of the metal component. ) (Also referred to as “induction heating”) is known. However, in the case of the former, since the process of raising the temperature to a specific temperature and cooling it is necessarily accompanied due to the heat treatment characteristics, there is a problem that it takes for a long time. In the latter case, it can be sintered for a relatively fast time. However, in the latter case, the types of applicable metal components are limited. This is because in the latter case, only metal components that can generate heat by applying an electromagnetic field can be applied. In addition, in the latter case, the type of substrate supporting the metal foam precursor is also limited. In the latter case, it is sintered by heat generation of a metal component, so the material of the substrate must not be easily deformed even by the application of heat.
본 출원에서는, 우수한 기공도, 재료적 물성, 및 얇은 두께 등을 가지는 금속폼을, 적용되는 금속 성분과 금속폼을 지지하는 기판의 종류의 제한 없이도, 빠른 시간 내에 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다. In the present application, a method for manufacturing a metal foam having excellent porosity, material properties, and thin thickness, etc., without limitation of the type of the applied metal component and the substrate supporting the metal foam, is provided. It has one purpose.
본 출원에서 용어 금속폼은, 금속을 주성분으로 포함하는 다공성 구조체를 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 한다는 것은, 금속폼의 전체 중량을 기준으로 금속 또는 금속 합금의 비율이 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상인 경우를 의미한다. 상기 주성분으로 포함되는 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100 중량%일 수 있다. In the present application, the term metal foam refers to a porous structure containing a metal as a main component. In the above, the use of metal as the main component means that the ratio of the metal or metal alloy based on the total weight of the metal foam is 55% by weight or more, 60% by weight or more, 65% by weight or more, 70% by weight or more, 75% by weight or more, 80 It means a case of at least 85% by weight, at least 90% by weight, or at least 95% by weight. The upper limit of the proportion of the metal contained as the main component is not particularly limited, and may be, for example, 100% by weight.
본 출원에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 해당 물성에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 그 물성은 상온에서 측정한 것이다. 용어 상온은 가온 또는 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이고, 예를 들면, 약 10 °C 내지 30 °C의 범위 내의 어느 한 온도, 약 23 °C 또는 약 25 °C 정도의 온도를 의미할 수 있다. Among the physical properties mentioned in the present application, when the measurement temperature affects the property, the properties are measured at room temperature, unless otherwise specified. The term room temperature is a natural temperature that is not heated or reduced, and may mean, for example, any temperature within the range of about 10 °C to 30 °C, a temperature of about 23 °C or about 25 °C. .
본 출원에서, 단위 “중량부”는 어떤 성분의 다른 성분에 대한 상대적인 중량을 의미하며, g, kg, lb 등의 절대적 수치를 의미하는 것은 아니다. In the present application, the unit “parts by weight” refers to the relative weight of a component with respect to other components, and does not mean an absolute value such as g, kg, or lb.
본 출원은 금속폼의 제조 방법에 관한 것이다. 본 출원의 금속폼의 제조 방법은, 적어도 그린 구조체를 소결하는 단계를 포함한다. The present application relates to a method of manufacturing a metal foam. The method of manufacturing the metal foam of the present application includes at least sintering the green structure.
본 출원에서, 그린 구조체는, 상기 소결 등과 같이 금속폼을 형성하기 위해 수행되는 공정을 거치기 전의 구조체, 즉 금속폼이 생성되기 전의 구조체로서, 경우에 따라 금속폼 전구체로도 칭한다. 또한, 상기 그린 구조체는, 다공성 금속폼 전구체, 혹은 다공성 그린 구조체라고도 호칭되더라도 반드시 그 자체로 다공성일 필요는 없으며, 최종적으로 다공성의 금속 구조체인 금속폼을 형성할 수 있는 것이라면, 편의상 다공성 그린 구조체 혹은 다공성 금속폼 전구체로도 호칭될 수 있다. In the present application, the green structure is a structure before undergoing a process performed to form a metal foam such as sintering, that is, a structure before the metal foam is generated, and is sometimes referred to as a metal foam precursor. In addition, the green structure, even if it is also referred to as a porous metal foam precursor or a porous green structure, does not necessarily have to be porous by itself, and if it can finally form a metal foam that is a porous metal structure, for convenience, a porous green structure or It may also be referred to as a porous metal foam precursor.
상기 그린 구조체는 적어도 슬러리를 이용하여 형성될 수 있고, 그 슬러리는 금속 성분, 유기 용제 및 바인더를 포함할 수 있다. The green structure may be formed using at least a slurry, and the slurry may include a metal component, an organic solvent, and a binder.
본 출원에서는, 특정의 소결 방식을 채택하기 때문에, 상기 슬러리에 적용되는 금속 성분의 종류는 특별히 제한되지 않는 이점이 있다. 예를 들어, 상기 금속 성분으로는, 어떤 금속 혹은 그 금속을 포함하는 합금을 포함하는 성분을 적용할 수 있다. 그 비제한적인 예시로서, 상기 금속으로는, 구리, 몰리브덴, 철, 니켈, 코발트, 은, 백금, 금, 알루미늄, 크롬, 인듐, 주석말, 마그네슘, 인, 아연, 망간 또는 이들의 조합 등이 적용될 수 있다. 상기에서 상기 금속을 포함하는 합금은, 상기 예시된 금속 중에서 2종 이상의 합금을 의미할 수 있다. In the present application, since a specific sintering method is adopted, there is an advantage that the type of metal component applied to the slurry is not particularly limited. For example, as the metal component, a component including a certain metal or an alloy containing the metal can be applied. As a non-limiting example, the metal includes copper, molybdenum, iron, nickel, cobalt, silver, platinum, gold, aluminum, chromium, indium, tin powder, magnesium, phosphorus, zinc, manganese, or a combination thereof. Can be applied. In the above, the alloy containing the metal may mean two or more types of alloys among the exemplified metals.
일 예시에서, 상기 그린 구조체를 형성하는 상기 금속 성분은 분말(powder) 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 성분 내의 금속 또는 그 합금들은, 평균 입경이 약 1 μm 내지 100 μm의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 평균 입경은, 다른 예시에서, 5 μm 이상, 10 μm 이상, 15 μm 이상, 20 μm 이상, 25 μm 이상, 30 μm 이상, 35 μm 이상, 40 μm 이상, 45 μm 이상, 50 μm 이상, 55 μm 이상 또는 60 μm 이상 일 수 있고, 95 μm 이하, 90 μm 이하, 85 μm 이하, 80 μm 이하, 75 μm 이하, 70 μm 이하, 65 μm 이하 또는 60 μm 이하일 수 있다. 상기 평균 입경은, 목적하는 금속폼의 형태, 예를 들어, 금속폼의 두께나 기공도 등을 고려하여 적절한 범위로 선택할 수 있고, 이는 특별히 제한되지 않는다. 본 출원에서 금속 성분의 평균 입경은, 공지의 입도 분석 방식에 의해 구해질 수 있고, 예를 들면, 상기 평균 입경은, 소위 D50 입경일 수 있다.In one example, the metal component forming the green structure may be in the form of a powder. For example, the metal or alloys thereof in the metal component may have an average particle diameter in the range of about 1 μm to 100 μm. The average particle diameter is, in other examples, 5 μm or more, 10 μm or more, 15 μm or more, 20 μm or more, 25 μm or more, 30 μm or more, 35 μm or more, 40 μm or more, 45 μm or more, 50 μm or more, 55 It may be greater than or equal to μm or greater than or equal to 60 μm, and may be less than or equal to 95 μm, less than or equal to 90 μm, less than or equal to 85 μm, less than or equal to 80 μm, less than or equal to 75 μm, less than or equal to 70 μm, less than or equal to 65 μm, or less than or equal to 60 μm. The average particle diameter may be selected in an appropriate range in consideration of the shape of the desired metal foam, for example, the thickness or porosity of the metal foam, and this is not particularly limited. In the present application, the average particle diameter of the metal component may be obtained by a known particle size analysis method, and for example, the average particle diameter may be a so-called D50 particle diameter.
금속 분말의 형태도, 목적하는 기공률이나 기공 크기 등을 고려하여 선택되는 것으로서, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들어, 상기 금속 성분이 분말 형태인 경우, 상기 분말 형태의 금속 성분은 수지상(dentritic)의 성분일 수 있다. The shape of the metal powder is also selected in consideration of a desired porosity or pore size, and is not particularly limited. For example, when the metal component is in a powder form, the metal component in the powder form is dentritic. It may be a component of.
슬러리 내에서 금속 성분의 비율은 특별히 제한되지 않고, 목적하는 정도나 공정 효율 등을 고려하여 선택될 수 있다. 일 예시에서, 슬러리 내에서의 금속 성분의 비율은 중량을 기준으로 0.5 % 내지 95 % 정도일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 1% 이상, 약 1.5% 이상, 약 2% 이상, 약 2.5% 이상, 약 3% 이상, 약 5% 이상, 10% 이상, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상이거나, 약 90% 이하, 약 85% 이하, 약 80% 이하, 약 75% 이하, 약 70% 이하, 약 65% 이하, 60% 이하, 55% 이하, 50% 이하, 45% 이하, 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하 또는 5% 이하 정도일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. The ratio of the metal component in the slurry is not particularly limited, and may be selected in consideration of a desired degree or process efficiency. In one example, the proportion of the metal component in the slurry may be about 0.5% to 95% by weight, but is not limited thereto. In other examples, the ratio may be at least about 1%, at least about 1.5%, at least about 2%, at least about 2.5%, at least about 3%, at least about 5%, at least 10%, at least 15%, at least 20%, 25%. At least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, or at least 80%, or about 90% Or less, about 85% or less, about 80% or less, about 75% or less, about 70% or less, about 65% or less, 60% or less, 55% or less, 50% or less, 45% or less, 40% or less, 35% or less , 30% or less, 25% or less, 20% or less, 15% or less, 10% or less, or may be about 5% or less, but is not limited thereto.
상기 슬러리에 적용되는 유기 용제의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 유기 용제로는, 슬러리의 성분, 예를 들어 상기 금속 성분이나 후술하는 바인더 등의 용해성을 고려하여 적절한 성분을 적용할 수 있다. 상기 슬러리에 포함되는 유기 용제로는, 예를 들면, 알코올이 적용될 수 있다. 알코올로는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 펜탄올, 옥타놀, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-부톡시에탄올, 글리세롤, 텍사놀(texanol) 또는 테르피네올(terpineol) 등과 같은 탄소수 1 내지 20의 1가 알코올 또는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 펜탄디올, 헥산디올 또는 옥탄디올 등과 같은 탄소수 1 내지 20의 2가 알코올(글리콜) 또는 그 이상의 다가 알코올 등이 사용될 수 있으나, 그 종류가 상기에 제한되는 것은 아니다. The type of organic solvent applied to the slurry is not particularly limited. As the organic solvent, an appropriate component can be applied in consideration of the solubility of a component of the slurry, such as the metal component or a binder described later. As the organic solvent contained in the slurry, for example, alcohol may be applied. Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, pentanol, octanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, glycerol, texanol or terpineol, and the like. A monohydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms or a dihydric alcohol (glycol) having 1 to 20 carbon atoms or a higher polyhydric alcohol such as ethylene glycol, propylene glycol, pentanediol, hexanediol, or octanediol may be used, but the type is It is not limited to the above.
적절한 유기 용제로는, 텍사놀과 같은 탄소수 9 내지 20의 알코올이나, 테르피네올과 같은 탄소수가 9 내지 20의 범위 내이면서, 이중 결합 및/또는 고리 구조를 포함하는 알코올 또는 에틸렌글리콜이나 프로필렌글리콜 등의 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 글리콜 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.As a suitable organic solvent, an alcohol having 9 to 20 carbon atoms such as taxanol, an alcohol having a carbon number of 9 to 20 such as terpineol, and containing a double bond and/or a cyclic structure, or ethylene glycol or propylene glycol Glycols having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms such as may be exemplified, but are not limited thereto.
상기 유기 용제의 슬러리 내에서의 비율 또한 특별히 제한되지 않는다. 상기 유기 용제는, 예를 들면, 상기 바인더 100 중량부 대비 약 30 내지 2,000 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 50 중량부 이상, 약 100 중량부 이상, 약 150 중량부 이상, 약 200 중량부 이상, 약 300 중량부 이상, 약 400 중량부 이상, 약 500 중량부 이상, 약 550 중량부 이상, 약 600 중량부 이상 또는 약 650 중량부 이상일 수 있고, 약 1,800 중량부 이하, 약 1,600 중량부 이하, 약 1,400 중량부 이하, 약 1,200 중량부 이하, 약 1,000 중량부 이하 또는 약 900 중량부 이하 정도일 수 있다.The ratio of the organic solvent in the slurry is also not particularly limited. The organic solvent may be included, for example, in a ratio of about 30 to 2,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder. In another example, the ratio is about 50 parts by weight or more, about 100 parts by weight or more, about 150 parts by weight or more, about 200 parts by weight or more, about 300 parts by weight or more, about 400 parts by weight or more, about 500 parts by weight or more, about 550 It may be at least about 600 parts by weight, or at least about 650 parts by weight, about 1,800 parts by weight or less, about 1,600 parts by weight or less, about 1,400 parts by weight or less, about 1,200 parts by weight or less, about 1,000 parts by weight or less, or about 900 parts by weight. It may be about parts by weight or less.
상기 슬러리는 바인더를 포함한다. 상기 바인더는 공극 홀더의 역할을 해서 최종적으로 형성된 금속폼 내에 기공을 형성하기 위한 성분일 수도 있고, 혹은, 그 슬러리에 포함된 금속 성분을 흩어지지 않게 지탱해주는 역할을 해줄 수도 있다. 바인더로는, 특별한 제한 없이, 예를 들면, 수용성을 가지는 바인더나, 슬러리의 제조 시에 적용된 금속 성분 및/또는 유기 용제 등의 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 바인더로는, 메틸 셀룰로오스 또는 에틸 셀룰로오스 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가지는 알킬 셀룰로오스, 폴리프로필렌 카보네이트 또는 폴리에틸렌 카보네이트 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬렌 단위를 가지는 폴리알킬렌 카보네이트 또는 폴리비닐알코올 또는 폴리비닐아세테이트 등의 폴리비닐알코올계 바인더(이하, 폴리비닐알코올 화합물로 호칭할 수 있다.) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The slurry contains a binder. The binder may serve as a pore holder and may be a component for forming pores in the finally formed metal foam, or may serve to support the metal component contained in the slurry so as not to be scattered. As the binder, without particular limitation, for example, it may be appropriately selected according to the type of a water-soluble binder or a metal component and/or an organic solvent applied at the time of preparation of the slurry. For example, as the binder, an alkyl cellulose having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms such as methyl cellulose or ethyl cellulose, a polyalkylene carbonate having an alkylene unit having 1 to 8 carbon atoms such as polypropylene carbonate or polyethylene carbonate, or A polyvinyl alcohol-based binder such as polyvinyl alcohol or polyvinyl acetate (hereinafter may be referred to as a polyvinyl alcohol compound) may be exemplified, but is not limited thereto.
바인더의 비율 또한 특별히 제한되지 않는다. 바인더의 비율은 금속폼에 요구되는 기공도에 따라서 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더는 상기 슬러리 내에서, 금속 성분 100 중량부 대비 1 중량부 내지 500 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은, 다른 예시에서, 약 2 중량부 이상, 약 3 중량부 이상, 약 4 중량부 이상, 약 5 중량부 이상, 약 6 중량부 이상, 약 7 중량부 이상, 약 8 중량부 이상, 약 9 중량부 이상, 약 10 중량부 이상, 약 20 중량부 이상, 약 30 중량부 이상, 약 40 중량부 이상, 약 50 중량부 이상, 약 60 중량부 이상, 약 70 중량부 이상, 약 80 중량부 이상, 약 90 중량부 이상, 약 100 중량부 이상, 약 110 중량부 이상, 약 120 중량부 이상, 약 130 중량부 이상, 약 140 중량부 이상, 약 150 중량부 이상, 약 200 중량부 이상 또는 약 250 중량부 이상일 수 있고, 약 450 중량부 이하, 약 400 중량부 이하, 약 350 중량부 이하, 약 300 중량부 이하, 약 250 중량부 이하, 약 200 중량부 이하, 약 150 중량부 이하, 약 100 중량부 이하, 약 90 중량부 이하, 약 80 중량부 이하, 약 70 중량부 이하, 약 60 중량부 이하, 약 50 중량부 이하, 약 40 중량부 이하, 약 30 중량부 이하, 약 20 중량부 이하 또는 약 15 중량부 이하 정도일 수 있다. The proportion of the binder is also not particularly limited. The ratio of the binder can be appropriately adjusted according to the porosity required for the metal foam. For example, the binder may be included in the slurry in a ratio of 1 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal component. The ratio is, in another example, about 2 parts by weight or more, about 3 parts by weight or more, about 4 parts by weight or more, about 5 parts by weight or more, about 6 parts by weight or more, about 7 parts by weight or more, about 8 parts by weight or more, About 9 parts by weight or more, about 10 parts by weight or more, about 20 parts by weight or more, about 30 parts by weight or more, about 40 parts by weight or more, about 50 parts by weight or more, about 60 parts by weight or more, about 70 parts by weight or more, about 80 At least about 90 parts by weight, at least about 100 parts by weight, at least about 110 parts by weight, at least about 120 parts by weight, at least about 130 parts by weight, at least about 140 parts by weight, at least about 150 parts by weight, about 200 parts by weight Or more or about 250 parts by weight or more, about 450 parts by weight or less, about 400 parts by weight or less, about 350 parts by weight or less, about 300 parts by weight or less, about 250 parts by weight or less, about 200 parts by weight or less, about 150 parts by weight Or less, about 100 parts by weight or less, about 90 parts by weight or less, about 80 parts by weight or less, about 70 parts by weight or less, about 60 parts by weight or less, about 50 parts by weight or less, about 40 parts by weight or less, about 30 parts by weight or less, It may be about 20 parts by weight or less or about 15 parts by weight or less.
상기 슬러리는, 기타 공지의 첨가제를 추가로 포함할 수도 있다. 한편, 본 출원에서 적용하는 슬러리는, 특히 얇은 두께의 금속폼을 형성하는데 적합할 수 있으며, 이러한 금속폼 내에서 공극을 형성하기 위해, 예를 들어 알코올 등의 발포제, 유기 용제 및 계면활성제가 적용되어 상기 성분들이 에멀젼(emulsion, 액적)을 형성하는 슬러리와는 다른 조성을 가질 수 있다. 즉, 본 출원에서 적용하는 슬러리는 별도의 발포제 및/또는 계면활성제를 포함하지 않을 수 있다. The slurry may further contain other known additives. On the other hand, the slurry applied in the present application may be particularly suitable for forming a thin metal foam, and to form voids in the metal foam, for example, a foaming agent such as alcohol, an organic solvent, and a surfactant are applied. Thus, the components may have a composition different from that of a slurry forming an emulsion (droplet). That is, the slurry applied in the present application may not contain a separate blowing agent and/or surfactant.
상기와 같은 슬러리를 사용해서 상기 그린 구조체를 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 금속폼의 제조 분야에서는 그린 구조체를 형성하기 위한 다양한 방식이 공지되어 있고, 본 출원에서는 이와 같은 방식이 모두 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 그린 구조체를 적정한 틀(template)에 상기 슬러리를 유지하는 방식으로 적용될 수도 있고, 또는, 상기 슬러리를 기판에 도포한 다음, 이에 열을 인가하여 건조하는 과정을 포함하는 방식으로 제조될 수도 있다. 특히 후자의 건조 과정을 통해, 상기 슬러리 내에 포함된 유기 용제가 증발하게 되며, 이러한 유기 용제의 증발 과정에서 금속폼의 공극이 형성될 수 있다. 상기에서, 슬러리를 도포하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 딥코팅, 다이코팅, 바코팅 등의 공지의 도포 방식이 적용될 수 있다. The method of forming the green structure using the above slurry is not particularly limited. In the field of manufacturing a metal foam, various methods for forming a green structure are known, and all of these methods can be applied in the present application. For example, the green structure may be applied in a manner that maintains the slurry in an appropriate template, or manufactured in a manner that includes applying the slurry to a substrate and then applying heat to dry it. It could be. In particular, through the latter drying process, the organic solvent contained in the slurry is evaporated, and voids of the metal foam may be formed during the evaporation of the organic solvent. In the above, a method of applying the slurry is not particularly limited, and a known application method such as dip coating, die coating, and bar coating may be applied.
또한, 상기 건조는 상기한 유기 용제의 끓는점보다 높되, 그 슬러리를 지탱하고 있는 틀 또는 기판이 손상되지 않는 범위 내에 있는 온도에서 이루어질 수 있다. In addition, the drying may be performed at a temperature higher than the boiling point of the organic solvent, but within a range in which the frame or substrate supporting the slurry is not damaged.
본 출원에서는 후술하는 특정한 소결 방식을 채택하고 있고, 그 방식은 그린 구조체의 소결이 비교적 높지 않은 온도에서도 이루어질 수 있도록 구성되기 때문에, 상기 그린 구조체가 형성되기 위해 슬러리가 도포되는 기판(혹은 틀)의 종류는 특별히 제한되지 않는 이점이 있다. 따라서, 종래 유도 가열 혹은 퍼니스 등을 적용한 가열 방식에서는 기판 혹은 틀이 높은 온도에서도 손상되지 않는 금속 기판 등으로 제한되지만, 본 출원에서는 상기한 금속 외에도, PET(polyethylene therephthalate), COP(cycloolefin polymer), PC(polycarbonate) 등의 고분자로 구성된 기판 또는 틀, 또는 그래파이트 호일(graphite foil) 등의 탄소계 기판을 적용할 수도 있다. In the present application, a specific sintering method described later is adopted, and since the method is configured so that sintering of the green structure can be performed at a relatively low temperature, the substrate (or frame) on which the slurry is applied to form the green structure The kind has an advantage that is not particularly limited. Therefore, in the conventional induction heating or heating method using a furnace, etc., the substrate or frame is limited to a metal substrate that is not damaged even at a high temperature, but in this application, in addition to the above metals, PET (polyethylene therephthalate), COP (cycloolefin polymer), A substrate or frame made of a polymer such as PC (polycarbonate), or a carbon-based substrate such as graphite foil may be applied.
이와 같은 그린 구조체의 형태는 목적하는 금속폼에 따라 정해지는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시에서 상기 그린 구조체는, 필름 또는 시트 형태일 수 있다. 예를 들면, 상기 전구체가 필름 또는 시트 형태일 때에 그 두께는 5 μm 내지 200 μm의 범위 내에 있을 수 있다. 이러한 범위로 두께를 조절함으로 해서, 목적에 따라 적합한 특성의 금소폼의 제조가 가능하다. 상기 두께는 다른 예시에서, 10 μm 이상, 15 μm 이상, 20 μm 이상, 25 μm 이상, 30 μm 이상, 35 μm 이상, 40 μm 이상, 45 μm 이상, 50 μm 이상, 55 μm 이상, 60 μm 이상 일 수 있고, 190 μm 이하, 180 μm 이하, 170 μm 이하, 160 μm 이하, 150 μm 이하, 140 μm 이하, 130 μm 이하, 120 μm 이하, 110 μm 이하, 100 μm 이하, 90 μm 이하, 80 μm 이하 또는 70 μm 이하일 수 있다. The shape of the green structure is not particularly limited as it is determined according to the desired metal foam. In one example, the green structure may be in the form of a film or a sheet. For example, when the precursor is in the form of a film or sheet, the thickness may be in the range of 5 μm to 200 μm. By controlling the thickness in this range, it is possible to manufacture a metal foam having suitable properties according to the purpose. In other examples, the thickness is 10 μm or more, 15 μm or more, 20 μm or more, 25 μm or more, 30 μm or more, 35 μm or more, 40 μm or more, 45 μm or more, 50 μm or more, 55 μm or more, 60 μm or more May be 190 μm or less, 180 μm or less, 170 μm or less, 160 μm or less, 150 μm or less, 140 μm or less, 130 μm or less, 120 μm or less, 110 μm or less, 100 μm or less, 90 μm or less, 80 μm It may be less than or equal to 70 μm.
본 출원에서는 전술한 그린 구조체를 소결함으로 해서 금속폼을 제조한다. 본 출원에서는 이와 같은 소결을 위한 방식으로, 종래의 퍼니스 등을 이용한 단순 가열, 혹은 전자기장 등의 인가에 의한 유도 가열이 아닌, 광 조사(이하에서는, “광소결”로도 지칭할 수 있다) 방식을 적용한다. 이와 같이, 광소결 방식을 적용하면, 우수한 재료적 물성(기공도, 강도, 얇은 두께 등)을 갖는 금속폼을, 빠른 시간에 제조할 수 있으며, 그 금속폼을 구성하는 금속 성분이나, 금속폼 전구체(또는 그린 전구체)를 지지하기 위한 틀 또는 기재 등이 특정 성분 혹은 재료 등으로 제한되지 않는 이점이 있다. In the present application, a metal foam is manufactured by sintering the green structure described above. In the present application, as a method for such sintering, a method of light irradiation (hereinafter, may also be referred to as “light sintering”), rather than simple heating using a conventional furnace or induction heating by application of an electromagnetic field, etc., is used. Apply. In this way, when the light sintering method is applied, a metal foam having excellent material properties (porosity, strength, thin thickness, etc.) can be produced in a short time, and the metal component or metal foam constituting the metal foam There is an advantage that the frame or substrate for supporting the precursor (or green precursor) is not limited to a specific component or material.
상기 그린 구조체에 광을 조사하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 본 출원에서는, 상기 광으로 자외선, 전자기선, 적외선 또는 전자빔 등의 다양한 종류의 광을 조사하여 상기 그린 구조체를 소결할 수 있다. 예를 들어, 상기 소결은 상기 그린 구조체에 펄스 전자기 복사선(pulsed electromagnetic radiation)을 조사하여 수행할 수도 있다. 상기에서 펄스 전자기 복사선이란 펄스(pulse) 형태로 조사되는, 전자기파 파장의 범위 내에 있는 복사선을 의미할 수 있다. 따라서, 본 출원에서는 파장 범위가 200 nm 내지 1500 nm의 범위 내에 있는 광을 펄스 형태로 조사함으로 해서 상기 그린 구조체를 소결하는 방식이 적용될 수 있다. 이러한 방식을 적용하게 되면, 빠른 시간 내에 큰 발열이 없이도, 금속폼에 적용되는 금속 성분의 소결이 충분히 이루어질 수 있는 이점이 있을 수 있다. The method of irradiating light to the green structure is not particularly limited. In the present application, the green structure may be sintered by irradiating various types of light such as ultraviolet rays, electromagnetic rays, infrared rays, or electron beams with the light. For example, the sintering may be performed by irradiating the green structure with pulsed electromagnetic radiation. In the above, the pulsed electromagnetic radiation may mean radiation that is irradiated in the form of a pulse and falls within a range of an electromagnetic wave wavelength. Accordingly, in the present application, a method of sintering the green structure by irradiating light having a wavelength range of 200 nm to 1500 nm in a pulse form may be applied. If this method is applied, there may be an advantage in that sintering of the metal component applied to the metal foam can be sufficiently performed without large heat generation within a short time.
상기 펄스 전자기 복사선의 조사 조건은 전술한 목적 달성을 위해서는 제한 없이 적절히 조절될 수 있다. The irradiation condition of the pulsed electromagnetic radiation may be appropriately adjusted without limitation in order to achieve the above-described object.
일 예시에서, 상기 펄스 전자기 복사선의 펄스 폭(pulse width)은 100 μs 내지 10 ms의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 펄스 폭은, 다른 예시에서, 0.5 ms 이상, 1 ms 이상, 1.5 ms 이상 또는 2 ms 이상일 수 있고, 9 ms 이하, 8 ms 이하, 7 ms 이하, 6 ms 이하, 5 ms 이하 또는 4 ms 이하일 수 있다. 상기에서, 펄스 폭의 의미는 업계에서 익히 알려져 있고, 예를 들어 단일의 펄스의 시간 간격을 의미할 수 있다. In one example, the pulse width of the pulsed electromagnetic radiation may be in the range of 100 μs to 10 ms. The pulse width, in another example, may be 0.5 ms or more, 1 ms or more, 1.5 ms or more, or 2 ms or more, and may be 9 ms or less, 8 ms or less, 7 ms or less, 6 ms or less, 5 ms or less, or 4 ms or less. I can. In the above, the meaning of the pulse width is well known in the industry, and may mean, for example, a time interval of a single pulse.
일 예시에서, 상기 펄스 전자기 복사선의 펄스 레이트(pulse rate)는 0.1 Hz 내지 1 kHz의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 펄스 레이트는, 다른 예시에서, 0.5 Hz 이상, 1 Hz 이상, 1.5 Hz 이상, 2 Hz 이상일 수 있고, 500 Hz 이하, 100 Hz 이하, 50 Hz 이하, 30 Hz 이하, 10 Hz 이하, 5 Hz 이하 또는 3 Hz 이하일 수 있다. 상기에서, 펄스 레이트는, 단일의 펄스에서 다음 펄스까지 소요되는 시간, 즉 전자기 복사선이 펄스 형태로 조사될 때 펄스가 반복되는 주기를 의미할 수 있다. In one example, the pulse rate of the pulsed electromagnetic radiation may be in the range of 0.1 Hz to 1 kHz. The pulse rate, in another example, may be 0.5 Hz or more, 1 Hz or more, 1.5 Hz or more, 2 Hz or more, and 500 Hz or less, 100 Hz or less, 50 Hz or less, 30 Hz or less, 10 Hz or less, 5 Hz or less Or 3 Hz or less. In the above, the pulse rate may mean a time taken from a single pulse to the next pulse, that is, a period in which a pulse is repeated when electromagnetic radiation is irradiated in a pulse form.
일 예시에서, 상기 펄스 전자기 복사선의 전압은 350 V 내지 500 V의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 전압은, 다른 예시에서, 360 V 이상, 370 V 이상, 380 V 이상, 390 V 이상 또는 400 V 이상일 수 있고, 490 V 이하, 480 V 이하, 470 V 이하, 460 V 이하, 450 V 이하, 440 V 이하, 430 V 이하, 420 V 이하, 410 V 이하 또는 400 V 이하일 수 있다. In one example, the voltage of the pulsed electromagnetic radiation may be in the range of 350 V to 500 V. The voltage, in another example, may be 360 V or more, 370 V or more, 380 V or more, 390 V or more, or 400 V or more, and 490 V or less, 480 V or less, 470 V or less, 460 V or less, 450 V or less, It may be 440 V or less, 430 V or less, 420 V or less, 410 V or less, or 400 V or less.
일 예시에서, 상기 펄스 전자기 복사선의 펄스 수(pulse number)는 1 내지 100의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 펄스 수는, 다른 예시에서, 2 이상, 3 이상, 4 이상, 5 이상, 6 이상, 7 이상, 8 이상, 9 이상 또는 10 이상일 수 있고, 90 이하, 80 이하, 70 이하, 60 이하, 50 이하, 40 이하, 30 이하, 20 이하 또는 10 이하일 수 있다. 상기에서 펄스 수는, 상기 광소결 과정에서 펄스 전자기 복사선이 조사될 때, 전자기 복사선이 펄스 형태로 조사되는 횟수를 의미할 수 있다. In one example, the pulse number of the pulsed electromagnetic radiation may be in the range of 1 to 100. The number of pulses, in another example, may be 2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more, 6 or more, 7 or more, 8 or more, 9 or more, or 10 or more, and 90 or less, 80 or less, 70 or less, 60 or less, It may be 50 or less, 40 or less, 30 or less, 20 or less, or 10 or less. In the above, the number of pulses may mean the number of times the electromagnetic radiation is irradiated in the form of a pulse when the pulsed electromagnetic radiation is irradiated during the light sintering process.
일 예시에서, 상기 펄스 전자기 복사선의 에너지는 0.1 J/cm2 내지 100 J/cm2 의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 에너지는, 다른 예시에서, 0.5 J/cm2 이상, 1 J/cm2 이상, 1.5 J/cm2 이상, 2 J/cm2 이상 또는 2.5 J/cm2 이상일 수 있고, 90 J/cm2 이하, 80 J/cm2 이하, 70 J/cm2 이하, 60 J/cm2 이하, 50 J/cm2 이하, 40 J/cm2 이하, 30 J/cm2 이하, 20 J/cm2 이하, 10 J/cm2 이하 또는 7 J/cm2 이하일 수 있다. In one example, the energy of the pulsed electromagnetic radiation may be in the range of 0.1 J/cm 2 to 100 J/cm 2. The energy, in another example, may be 0.5 J/cm 2 or more, 1 J/cm 2 or more, 1.5 J/cm 2 or more, 2 J/cm 2 or more, or 2.5 J/cm 2 or more, and 90 J/cm 2 Or less, 80 J/cm 2 or less, 70 J/cm 2 or less, 60 J/cm 2 or less, 50 J/cm 2 or less, 40 J/cm 2 or less, 30 J/cm 2 or less, 20 J/cm 2 or less , 10 J/cm 2 or less or 7 J/cm 2 or less.
상기한 것처럼, 광의 조사를 통해 그린 구조체를 소결하여 금속폼을 제조하는 경우, 금속폼은 빠른 시간 내에 형성될 수 있는 이점이 있다. 따라서, 상기 광 구체적으로, 펄스 전자기 복사선의 조사 시간은, 예를 들어, 1초 내지 30 분의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 조사 시간은, 다른 예시에서, 30 초 이상, 1 분 이상, 3 분 이상 또는 5 분 이상일 수 있고, 20 분 이하, 10 분 이하, 또는 5 분 이하일 수 있다. As described above, in the case of manufacturing a metal foam by sintering the green structure through irradiation of light, there is an advantage that the metal foam can be formed in a short time. Accordingly, the light, specifically, the irradiation time of the pulsed electromagnetic radiation may be in the range of, for example, 1 second to 30 minutes. The irradiation time, in another example, may be 30 seconds or more, 1 minute or more, 3 minutes or more, or 5 minutes or more, and may be 20 minutes or less, 10 minutes or less, or 5 minutes or less.
상기 언급한 광조사의 조건, 예를 들어 펄스 수, 복사선의 에너지, 펄스 레이트 등은 적용되는 금속 성분의 종류, 그린 구조체를 지지하는 틀 혹은 기판의 종류 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있다. The above-mentioned conditions of light irradiation, for example, the number of pulses, energy of radiation, and pulse rate may be appropriately changed in consideration of the type of metal component to be applied, the type of frame or substrate supporting the green structure, and the like.
또한, 상기 광조사는, 특정 대기 분위기, 예를 들어, 아르곤, 아르곤과 질소의 혼합 가스 등의 비활성 기체의 존재 하에서 수행될 수도 있다. In addition, the light irradiation may be performed in the presence of an inert gas such as a specific atmospheric atmosphere, for example, argon or a mixed gas of argon and nitrogen.
일 예시에서, 상기 소결은 상기한 광조사를 통해서만 이루어질 수도 있고, 상기 광조사와 함께 적절한 열을 인가하거나, 전자기장 등을 인가하면서 수행할 수도 있다.In one example, the sintering may be performed only through the above-described light irradiation, and appropriate heat may be applied together with the light irradiation, or may be performed while applying an electromagnetic field or the like.
본 출원은, 또한 금속폼에 관한 것이다. 상기 금속폼은 전술한 방법에 의해 제조된 것일 수 있다. This application also relates to a metal foam. The metal foam may be manufactured by the above-described method.
전술한 것처럼 상기 그린 구조체를 소결함으로 해서 금속폼이 형성될 수 있다. 한편, 일반적인 가열 방식을 통해 소결하게 되면 소결 시간이 길어지기 때문에, 그린 구조체의 두께보다 얇은 두께의 금속폼이 형성된다. 그렇지만, 본 출원에서는 특정 소결 방식을 채택함으로 해서, 단시간에 큰 발열 없이 그린 구조체가 소결될 수 있기 때문에, 이러한 금속폼 또한 그린 구조체와 마찬가지로 필름 또는 시트형일 수도 있다. 또한, 금속폼의 두께 또한 상기한 그린 구조체와 같을 수도 있고, 다르더라도 그 차이가 극히 미미할 수 있다. 그 차이(그린 구조체의 두께-금속폼의 두께)는, 예를 들어, 0 μm 초과 30 μm 이하, 25 μm 이하, 20 μm 이하, 15 μm 이하, 10 μm 이하, 5 μm 이하 또는 1 μm 이하의 범위 내에 있을 수도 있다. 이러한 범위로 두께를 제어함으로써, 목적에 따라 적합한 특성의 금속폼의 제조가 가능하다. As described above, metal foam may be formed by sintering the green structure. On the other hand, since sintering through a general heating method increases the sintering time, a metal foam having a thickness thinner than that of the green structure is formed. However, in the present application, by adopting a specific sintering method, since the green structure can be sintered without large heat generation in a short time, such a metal foam may also be in the form of a film or a sheet like the green structure. In addition, the thickness of the metal foam may be the same as the above-described green structure, or even if different, the difference may be very slight. The difference (thickness of green structure-thickness of metal foam) is, for example, more than 0 μm and less than 30 μm, less than 25 μm, less than 20 μm, less than 15 μm, less than 10 μm, less than 5 μm, or less than 1 μm. It may be within range. By controlling the thickness in this range, it is possible to manufacture a metal foam having suitable properties according to the purpose.
상기 금속폼은, 기공도(porosity)가 특정 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 방법으로 제조된 금속폼의 기공도는 80 % 이하일 수 있다. 상기 기공도는 다른 예시에서, 77 % 이하, 75 % 이하, 73 % 이하 또는 70 % 이하일 수 있고, 10 % 이상, 20 % 이상, 30 % 이상, 40 % 이상, 50 % 이상, 60 % 이상 또는 70 % 이상일 수 있다. 상기 기공도는 금속폼 등의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다. The metal foam may have a porosity within a specific range. For example, the porosity of the metal foam manufactured by the above method may be 80% or less. In another example, the porosity may be 77% or less, 75% or less, 73% or less, or 70% or less, and 10% or more, 20% or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, or It can be more than 70%. The porosity can be calculated in a known manner by calculating the density of metal foam.
또한, 상기 금속폼은, 이를 구성하는 기공의 평균 크기가 특정 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 금속폼의 기공의 평균 크기는, 상기 슬러리의 조성, 금속 전구체의 두께, 소결 조건 등에 따라서 조절될 수 있다. 상기 금속폼의 평균 기공 크기는, 예를 들어, 20 μm 이하일 수 있고, 다른 예시에서는, 0.1 μm 이상, 1 μm 이상, 5 μm 이상, 10 μm 이상, 15 μm 이상 또는 17 μm 이상일 수 있다. In addition, the metal foam may have an average size of pores constituting it within a specific range. For example, the average size of the pores of the metal foam may be adjusted according to the composition of the slurry, the thickness of the metal precursor, and sintering conditions. The average pore size of the metal foam may be, for example, 20 μm or less, and in other examples, it may be 0.1 μm or more, 1 μm or more, 5 μm or more, 10 μm or more, 15 μm or more, or 17 μm or more.
이와 같은 금속폼은, 다공성의 금속 구조체가 요구되는 다양한 용도로 적용될 수 있다. 특히, 본 출원의 방식에 따르면, 전술한 것처럼 목적하는 수준의 기공도와, 기공 크기 및 두께 등을 가지는, 필름 또는 시트 형태의 금속폼의 제조가 가능하기에, 기존 대비 금속폼의 용도를 확대할 수 있는 이점 또한 있다. Such a metal foam can be applied to various applications requiring a porous metal structure. In particular, according to the method of the present application, it is possible to manufacture a metal foam in the form of a film or a sheet having a desired level of porosity, pore size and thickness, etc., as described above, so that the use of the metal foam can be expanded compared to the existing one. There are also benefits that can be done.
본 출원의 금속폼 제조 방법은, 우수한 기공도, 재료적 물성, 및 얇은 두께 등을 가지는 금속폼을, 적용되는 금속 성분과 금속폼을 지지하는 기판의 종류의 제한 없이도, 빠른 시간 내에 제조할 수 있는 이점이 있다. The metal foam manufacturing method of the present application can produce a metal foam having excellent porosity, material properties, and thin thickness, without limitation of the applied metal component and the type of substrate supporting the metal foam, in a short time. There is an advantage.
도 1 및 도 2는 실시예의 그린 구조체의 SEM 사진이다.
도 3 및 도 4는 실시예의 금속폼의 SEM 사진이다.
도 5 및 도 6은 비교예의 금속폼의 SEM 사진이다. 1 and 2 are SEM photographs of the green structure of the embodiment.
3 and 4 are SEM photographs of the metal foam of the embodiment.
5 and 6 are SEM photographs of a metal foam of a comparative example.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. The present application will be described in detail through the following examples, but the scope of the present application is not limited by the following examples.
[측정 방법][How to measure]
기공도 측정Porosity measurement
실시예 및 비교예에서의 그린 구조체 또는 금속폼의 기공도는 제조된 금속폼 시편의 크기와, 밀도 및 무게를 이용하여 역산함으로 해서 측정되었다. The porosity of the green structure or metal foam in Examples and Comparative Examples was measured by inverse calculation using the size, density, and weight of the manufactured metal foam specimen.
SEM 사진 촬영SEM photo shoot
실시예 및 비교예에서의 그린 구조체 또는 금속폼의 단면 사진은 SEM(scanning electron microscope, JSM7610F, JEOL社)을 이용하여 촬영하였다. Cross-sectional photographs of green structures or metal foams in Examples and Comparative Examples were taken using a scanning electron microscope (SEM), JSM7610F, JEOL.
[제조예][Production Example]
실시예 Example
그린 구조체Green structure
장축 길이가 대략 60 ㎛인 수지상(dendrite)의 구리 분말, 바인더(폴리비닐아세테이트) 및 유기 용제(알파-테르피네올)을 5:0.5:4.5(구리 분말:바인더:유기 용제)의 중량 비율로 배합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 두께 약 250 ㎛인 graphite foil 기판 상에 약 75 ㎛의 두께로 코팅하였다. 그 다음, 120 ℃의 온도에서 공지의 건조기를 이용하여 건조시켰다. 그 결과, 유기 용제가 제거되고, 두께가 약 75 ㎛인 필름 형태의 그린 구조체가 제조되었다. 도 1은 상기 그린 구조체의 SEM 사진이고, 도 2는 도 1의 사진을 2배 확대한 사진이다. Dendrite copper powder, binder (polyvinyl acetate), and organic solvent (alpha-terpineol) having a major axis length of approximately 60 μm in a weight ratio of 5:0.5:4.5 (copper powder:binder:organic solvent) Blending to prepare a slurry. The slurry was coated to a thickness of about 75 μm on a graphite foil substrate having a thickness of about 250 μm. Then, it was dried using a known dryer at a temperature of 120°C. As a result, the organic solvent was removed, and a green structure in the form of a film having a thickness of about 75 μm was prepared. FIG. 1 is a SEM photograph of the green structure, and FIG. 2 is a photograph magnified by 2 times of the photograph of FIG. 1.
금속폼Metal foam
상기 그린 구조체를 광소결 시켜서 필름 형태의 금속폼을 제조하였다. 광소결은, 구체적으로 수소/아르곤 가스로 퍼징하면서, 상기 그린 구조체에 펄스 전자기 제논 복사선을 조사하면서 수행되었다. 조사 장치로는 PulseForge 2300(Novacentrix社) 장치를 적용하였으며, 펄스 전자기 복사선의 조사 조건은 다음과 같다:The green structure was photosintered to prepare a film-type metal foam. Photosintering was specifically performed while purging with hydrogen/argon gas and irradiating pulsed electromagnetic xenon radiation to the green structure. PulseForge 2300 (Novacentrix) was applied as an irradiation device, and the irradiation conditions of pulsed electromagnetic radiation are as follows:
인가 전압: 약 400 VApplied voltage: about 400 V
펄스 폭: 약 4 msPulse width: about 4 ms
펄스 레이트: 약 2.3 HzPulse rate: about 2.3 Hz
펄스 수: 10Number of pulses: 10
에너지: 약 4 J/cm2 Energy: about 4 J/cm 2
조사 시간: 약 5분Irradiation time: about 5 minutes
상기의 방법으로 제조된 금속폼의 SEM 사진을 도 3에, 도 3의 사진을 2배 확대한 사진을 도 4에 도시하였다. 상기 금속폼의 두께는 약 75 μm 였으며, 기공도는 약 70 % 정도였다. 상기의 방법으로 후술하는 실시예와 동등한 정도의 기공도를 가지는 금속폼을 보다 빠른 시간 내에 제조할 수 있음을 확인할 수 있다. The SEM photograph of the metal foam manufactured by the above method is shown in FIG. 3, and a photograph of the photograph of FIG. 3 enlarged by 2 times is shown in FIG. 4. The thickness of the metal foam was about 75 μm, and the porosity was about 70%. It can be seen that by the above method, a metal foam having a porosity equivalent to that of the examples to be described later can be manufactured in a shorter time.
비교예 Comparative example
그린 구조체Green structure
코팅 두께를 150 μm로 설정한 것을 제외하고는, 실시예에서 제조한 그린 구조체와 동일한 방식으로 필름 형태의 그린 구조체를 제조하였다. 상기 그린 구조체의 두께는 약 150 μm 정도였다. A green structure in the form of a film was manufactured in the same manner as the green structure prepared in Examples, except that the coating thickness was set to 150 μm. The thickness of the green structure was about 150 μm.
금속폼Metal foam
상기 그린 구조체가 수소/아르곤 가스 분위기와 약 1000 ℃의 온도에서 2 시간 동안 유지되도록, 전기로(퍼니스)에서 외부 열원을 인가하여 소결을 진행하여 필름 형태의 금속폼을 제조하였다. 상기 금속폼의 기공도는 약 65 % 정도의 수준이었으며, 그 두께는 대략 80 μm 정도 였다. In order for the green structure to be maintained in a hydrogen/argon gas atmosphere and a temperature of about 1000° C. for 2 hours, sintering was performed by applying an external heat source in an electric furnace (furnace) to prepare a film-shaped metal foam. The porosity of the metal foam was about 65%, and its thickness was about 80 μm.
Claims (18)
The method of claim 1, wherein the green structure is in the form of a film or sheet.
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