KR20210119910A - 몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 (a) 구리 함유 포화 용액을 형성하는 단계; (b) 몰리브덴 함유 분말에 상기 단계 (a)의 용액을 배합하는 단계; (c) 배합물을 배소 및 환원하는 단계; (d) 상기 단계 (c)에서 얻어진 분말을 가압 성형하는 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)에서 얻어진 성형체를 소결하는 단계를 포함하는 몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법에 관한 것이다.

Description

몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING MOLYBDENUM COPPER SINTERED ALLOY}
본 발명은 몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 몰리브덴(Mo)과 동(Cu)을 함유하는 복합 분말 재료를 이용하여, 몰리브덴과 동의 밀착성, 합금 조성 및 조직 균일도가 우수하고, 물리화학적 성능이 더욱 향상된 몰리브덴-동 소결 합금을 제조하는 방법에 관한 것이다.
몰리브덴-동(Mo-Cu) 합금은 고강도이고, 우수한 열전도성 및 전기전도성을 가지며, Cu 함량에 따른 열팽창계수 조절이 가능한 특징을 갖고 있다. 이러한 특성을 갖는 Mo-Cu 합금은 현재 방열 소재, 반도체 부품, 자동차 부품 등 여러 응용 분야에서 연구가 활발하게 진행되고 있다.
그러나, 이러한 우수한 특성 및 응용 분야를 가짐에도 불구하고 Mo와 Cu는 액상 및 고상에서 고용구간이 거의 없기 때문에, Mo와 Cu를 서로 합금화하기는 매우 어렵다. 현재, Mo-Cu 합금을 제조하는 방법으로는 스프레이 건조(spray drying), 주입 몰딩(injection molding), 무전해 도금(electrolyteless plating) 등이 있으나, 이러한 방법들은 공정이 복합하고, 제조된 Mo-Cu 합금의 조성과 조직 균일도가 떨어지므로, Mo-Cu 합금의 우수한 열전도성 및 전기전도성을 저하시키는 요인이다.
통상적으로 실용화된 Mo-Cu 합금의 제조방법으로, 몰리브덴 분말과 동 분말을 배합하고, 배합된 분말을 가압 성형하여 소결하는 방법이 이용되고 있다. 이 때, 몰리브덴 분말과 동 분말 사이의 접착력이 좋지 않기 때문에, 최종적으로 형성된 몰리브덴-동 합금의 물리화학적 성능이 저하되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 니켈(Ni), 코발트(Co) 등의 금속 원소를 추가하여 접착력을 향상시키는 방법이 제안되었다. 그러나, 이와 같이 추가적인 금속 원소를 첨가하여 몰리브덴-동 합금을 제조할 경우, 첨가되는 금속 원소의 물리화학적 특성이 몰리브덴-동 합금의 품질에 영향을 미쳐 요구되는 품질과 성능을 충족시키지 못하는 문제가 발생하였다.
특허문헌 1(대한민국 등록특허 제10-0762664호)은 각각 구리상과 몰리브덴상을 갖는 개개 유한입자를 포함하며, 개개 유한입자가 소결 몰리브덴 네트웍을 가지며, 소결 네트웍내 공극이 구리로 충진되어 몰리브덴상이 구리상을 캡슐화하는 몰리브덴-구리 복합분말, 및 (a) 제 1 단계에서 CuMoO4-기본 복합 옥사이드 분말을 환원시켜 저융점 제 1 구리 몰리브데이트 상의 형성 없이 금속 구리 옥사이드와 몰리브덴 옥사이드의 균질 혼합물을 형성시키는 단계; 및 (b) 제 2 단계에서 균질 혼합물을, 몰리브덴 옥사이드를 몰리브덴 금속으로 환원시키기에 충분한 온도와 시간동안 환원시키는 단계를 포함하는 Mo-Cu 복합분말의 제조방법을 개시하고 있으며, 이러한 복합분말을 통상의 분말야금 기술에 의해 압밀 및 소결시켜 Mo-Cu 의사합금을 생산할 수 있음을 개시하고 있다.
특허문헌 2(대한민국 공개특허 제10-2019-0063472호)는 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함하는 베이스 분말 금속 혼합물을 프레스하는 단계; 베이스 분말 금속 혼합물을 Cu-부화 상으로 함침시키는 단계; 및 함침된 베이스 분말 금속 혼합물을 소결하는 단계를 포함하는 밸브 시트 인서트의 제조방법을 개시하고 있다.
특허문헌 1: 대한민국 등록특허 제10-0762664호(2007.09.20.) 특허문헌 2: 대한민국 공개특허 제10-2019-0063472호(2019.06.07.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 미세한 몰리브덴(Mo)과 동(Cu) 복합 분말 재료를 이용하여, 몰리브덴과 동의 밀착성, 합금 조성 및 조직 균일도가 우수하고,이 우수하고, 물리화학적 성능이 더욱 향상된 몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는 몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법을 제공하며, 상기 제조방법은 (a) 구리 함유 포화 용액을 형성하는 단계; (b) 몰리브덴 함유 분말에 상기 단계 (a)의 용액을 배합하는 단계; (c) 배합물을 배소 및 환원하는 단계; (d) 상기 단계 (c)에서 얻어진 분말을 가압 성형하는 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)에서 얻어진 성형체를 소결하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 실시예에서, 상기 포화 용액은 염화제2구리(CuCl2), 황산구리(CuSO4), 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
상기 포화 용액은 메탄올, 아세톤, 노말 헥세인 및 그 조합으로부터 선택되는 용매를 포함할 수 있다.
상기 몰리브덴 함유 분말은 몰리브덴(Mo) 분말, 삼산화몰리브덴(MoO3) 분말, 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
상기 단계 (c)의 배소는, 수소 분위기 하, 전기로에서 150~900℃의 범위의 온도로 가열하는 것을 포함할 수 있으며, 환원은 수소 분위기 하, 전기로에서 600~1,000℃의 범위의 온도로 가열하는 것을 포함할 수 있다.
상기 단계 (c)와 단계 (d) 사이에, (f) 상기 단계 (c)에서 얻어진 분말에 첨가제를 배합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol, PEG), 폴리비닐부티랄(polyvinyl butyral, PVB), 스테아레이트(stearate), 메탄올(methanol), 노말 헥세인(normal hexane), 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 단계 (c)와 단계 (d) 사이에, (g) 과립화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계 (d)와 단계 (e) 사이에, (h) 수소 분위기 하, 전기로에서 30~900℃ 범위의 온도로 가열하여 유기물을 제거하는 탈지 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계 (d)는, 10~3,000 ㎏/㎤ 범위의 압력 하에서 이루어질 수 있다.
상기 단계 (e)는, 수소 분위기 하, 전기로에서 700~1,700℃ 범위의 온도에서 이루어질 수 있다.
상기 제조방법에 의해 제조된 몰리브덴-동 소결 합금은 0.1~99 wt%의 몰리브덴 및 0.1~99 wt% 동을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 몰리브덴(Mo)과 동(Cu)을 함유하는 복합 분말 재료를 이용하여, 몰리브덴과 동의 밀착성이 우수하고, 물리화학적 성능이 더욱 향상된 Mo-Cu 소결 합금을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 합금 조성과 조직 균일도가 우수한 Mo-Cu 소결 합금을 좀더 용이하고 간편한 공정에 의해 효율적 및 경제적으로 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 Mo-Cu 합금은 우수한 열전도성 및 전기전도성과 같은 우수한 물리화학적 성능을 발휘하므로, 방열 소재, 반도체 부품, 자동차 부품 등 여러 응용 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 Mo-Cu 소결 합금의 제조방법을 나타내는 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 Mo-Cu 소결 합금의 사진이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일 실시예는 (a) 구리 함유 포화 용액을 형성하는 단계; (b) 몰리브덴 함유 분말에 상기 단계 (a)의 용액을 배합하는 단계; (c) 배합물을 배소 및 환원하는 단계; (d) 상기 단계 (c)에서 얻어진 분말을 가압 성형하는 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)에서 얻어진 성형체를 소결하는 단계를 포함하는 몰리브덴-동(Mo-Cu) 소결 합금의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Mo-Cu 소결 합금의 제조방법에 의하면, 종래 몰리브덴 분말과 동 분말을 배합하고, 이를 가압 성형하고 소결함으로써 Mo-Cu 소결 합금을 제조하는 방법에 비하여, 몰리브덴과 동 사이의 밀착성을 향상시켜, 소결 합금의 물리화학적 성능을 더욱 높일 수 있다.
이하 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 Mo-Cu 소결 합금의 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 Mo-Cu 소결 합금의 제조방법을 나타내는 공정 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 단계 (a)에서, Mo-Cu 소결 합금의 구리의 근원으로 작용하는 구리 함유 포화 용액을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 구리 함유 포화 용액에 함유되는 구리 화합물은 염화제2구리(cupric chloride, CuCl2), 황산구리(CuSO4), 또는 그 조합을 포함할 수 있다. 몰리브덴 함유 분말과의 상용성 및 최종 결과물인 Mo-Cu 소결 합금의 물리화학적 특성 측면을 고려할 때, 구리 근원으로 염화제2구리 및/또는 황산구리가 바람직하게 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 구리 함유 포화 용액에 함유되는 용매는 메탄올, 아세톤, 노말 헥세인 및 그 조합으로부터 선택될 수 있다.
용매 및 구리 화합물의 혼합 비율은 구리 화합물의 용해도를 고려하여 포화 용액을 형성할 수 있도록 선택될 수 있다.
단계 (b)에서, 몰리브덴 함유 분말에 상기 단계 (a)의 용액을 배합할 수 있다.
본 실시예에서는 Mo-Cu 소결 합금의 몰리브덴 근원으로 몰리브덴 함유 분말을 이용할 수 있다.
몰리브덴 함유 분말은 몰리브덴(Mo) 분말, 삼산화몰리브덴(MoO3) 분말, 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
삼산화몰리브덴(MoO3)은 무색 결정성 분말로, 공기 중에서 매우 안정한 상태이다.
단계 (a)의 구리 함유 포화 용액에 포함되는 구리 화합물과의 상용성 및 최종 결과물인 Mo-Cu 소결 합금의 물리화학적 특성 측면을 고려할 때, 몰리브덴 근원으로 몰리브덴(Mo) 분말 및/또는 삼산화몰리브덴(MoO3) 분말이 바람직하게 이용될 수 있다.
구리 함유 포화 용액과 몰리브덴 함유 분말의 배합 비율은, 최종적으로 제조되는 Mo-Cu 소결 합금의 조성에 따라 결정될 수 있다.
일 실시예에서, Mo-Cu 소결 합금은 0.1~99 wt%의 몰리브덴 및 0.1~99 wt%의 동, 바람직하게는 1~90 wt%의 몰리브덴 및 1~90 wt%의 동을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 단계 (b)에서, 몰리브덴 함유 분말과 단계 (a)의 용액의 배합물에, 추가적인 금속 분말을 더 배합할 수 있다.
추가적인 금속 분말은 Mo-Cu 소결 합금의 열전도도 및 전기전도도를 높이고, 내마모성 등의 물성을 개선하는 역할을 할 수 있다.
배합될 수 있는 추가적인 금속 분말은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 코발트(Co), 주석(Sn), 철(Fe) 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
추가적인 금속 분말의 함량은 Mo-Cu 소결 합금 전체 중량을 기준으로 0.1~3 wt%일 수 있다. 추가적인 금속 분말의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 추가적인 금속 분말을 이용함으로써 얻을 수 있는 Mo-Cu 소결 합금의 물성 향상 효과가 불충분하며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 함량 증가에 따른 더 이상의 효과 증진을 기대하기 어렵고, 오히려 Mo-Cu 소결 합금의 물성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
단계 (c)에서, 몰리브덴 함유 분말과 구리 함유 포화 용액이 배합된 혼합 분말을 배소(roasting) 및 환원(reduction)시킬 수 있다.
배소는 광석 등의 고체 시료를 융점 이하의 온도에서 가열하여 그 화학적 조성 및 물리적 성질에 변화를 일으키는 공정을 의미한다.
환원은 산소를 제거하거나, 또는 전자를 얻는 반응을 통칭하여 나타낼 수 있다.
본 실시예에서, 배소는 수소 분위기 하, 전기로에서 150~900℃의 범위의 온도로 가열하는 것을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 환원은 수소 분위기 하, 전기로에서 600~1,000℃의 범위의 온도로 가열하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 배소 및 환원은 상기 온도 범위에서 5~15시간 동안 가열함으로써 이루어질 수 있다.
선택적으로, 단계 (f)에서, 단계 (c)에서 얻어진 분말에 첨가제를 배합할 수 있다.
첨가제는 Mo-Cu 소결 합금의 물리화학적 특성 향상을 위하여 선택적으로 첨가될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol, PEG), 폴리비닐부티랄(polyvinyl butyral, PVB), 스테아레이트(stearate), 메탄올(methanol), 노말 헥세인(normal hexane), 및 그 조합으로 이루어진 군으로 선택될 수 있다.
첨가제의 함량은 Mo-Cu 소결 합금 전체 중량을 기준으로, 0.01~20 wt%일 수 있다. 첨가제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 첨가제의 첨가에 따른 Mo-Cu 소결 합금의 물리화학적 특성 향상 효과를 충분히 발휘하기 어렵고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 함량 증가에 따른 더 이상의 효과 증진을 기대하기 어렵고, 오히려 Mo-Cu 소결 합금의 물리화학적 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
첨가제의 배합은, 혼합기, 예를 들어, 자전공전 혼합기(planetary mixer)를 이용하여, 단계 (c)에서 얻어진 분말에 첨가제를 첨가하고 5~15 시간 동안 배합함으로써 이루어질 수 있다.
선택적으로, 단계 (g)에서, 배합물을 과립화할 수 있다.
과립화는 분말 또는 고체 물질로부터 입자 또는 과립을 형성하는 과정을 나타낸다. 통상적으로 과립화는 미세 입자를 더 큰 과립으로 응집시키는 것을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 과립화는 분말의 표면 상태 제어를 통하여 유동성을 향상시킴으로써, 후속 가압 성형 단계에서 단시간 내에 금형 내부를 채울 수 있어 성형 속도를 높이고, 균일한 충진이 가능하도록 하여, 성형체 내부의 결함 발생을 감소시키는 역할을 할 수 있다.
단계 (g)의 과립화에 의해 얻어지는 과립의 크기는 1~100 메쉬(mesh) 범위일 수 있다. 과립의 크기가 상기 범위 미만인 경우에는, 과립화에 의한 유동성 향상 효과가 불충분할 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 후속 가압 성형 공정에서 균일한 충진이 이루어지지 않아 성형체 내부에 결함이 발생할 수 있다.
단계 (d)에서, 분말 또는 과립 상태인 배합물을 가압 성형할 수 있다.
가압 성형은 원하는 성형체의 형상에 따른 금형 내에 배합물을 충진시킨 후, 프레스를 이용하여 압력을 가함으로써 이루어질 수 있다.
가압 성형은, 10~3,000 ㎏/㎤ 범위의 압력 하에서 이루어질 수 있다. 가압 성형 시 압력이 상기 범위를 벗어날 경우에는 성형체가 제대로 형성되지 않거나, 결함이 발생할 수 있다.
선택적으로, 단계 (h)에서, 탈지 단계를 더 포함할 수 있다.
탈지 단계는, 성형체에 포함된 유기물을 제거하기 위한 것이다. 예를 들어, 첨가제로 PEG, PVB 등을 이용하는 경우, 소결 공정 이전에 이들 유기물을 제거하기 위하여 탈지 단계를 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 탈지 단계는 수소 분위기 하, 전기로에서 30~900℃ 범위의 온도로 가열함으로써 이루어질 수 있다.
단계 (e)에서, 성형체를 소결함으로써 Mo-Cu 소결 합금을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 소결은 수소 분위기 하, 전기로에서 700~1,700℃ 범위, 바람직하게 약 1,000~1,200℃ 범위의 온도에서 이루어질 수 있다. 소결 온도가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 소결이 불충분하게 이루어지거나, 결함이 발생하여, 소결 합금의 물성이 저하될 수 있다.
소결 시간은 소결 온도에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어, 3~20 시간일 수 있다.
본 실시예에 따라 제조되는 Mo-Cu 소결 합금은 몰리브덴과 동의 밀착성, 합금 조성과 조직 균일도가 우수하고, 더욱 향상된 물리화학적 성능을 발휘할 수 있다. 따라서, 이러한 Mo-Cu 합금은 우수한 열전도성 및 전기전도성과 같은 우수한 물리화학적 성능을 발휘하므로, 방열 소재, 반도체 부품, 자동차 부품 등 여러 응용 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, Mo-Cu 소결 합금을 좀더 용이하고 간편한 공정에 의해 효율적 및 경제적으로 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
1. Mo-Cu 소결 합금의 제조
5,000 cc의 메탄올에 염화구리(CuCl2)를 포화 상태로 용해시켜 포화 용액을 형성하였다. 이 포화 용액에 삼산화몰리브덴(MoO3) 분말을 투입하여 배합하였다. Mo-Cu 합금 조성비에 따른 원료 배합량을 하기 표 1에 나타낸다.
Mo-Cu 합금 조성비 (Mo:Cu) MoO3 배합량(kg) CuCl2 배합량(Kg)
100 : 0 15.00 0.00
90 : 10 13.50 2.12
80 : 20 12.00 4.23
70 : 30 10.50 6.35
60 : 40 9.00 8.46
50 : 50 7.50 10.58
40 : 60 6.00 12.69
30 : 70 4.50 14.81
20 : 80 3.00 16.93
10 : 90 1.50 19.04
0 : 100 0.00 21.16
배합된 분말을 수소 분위기 하, 전기로에서 10 시간 동안 150~900℃로 가열하여 배소하고, 600~1,000℃에서 환원을 실시하였다. 혼합기(planetary mixer)에서, 얻어진 복합 분말과 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 0.08 ㎏ 및 폴리비닐 부티랄 0.08 ㎏을 10 시간 동안 배합한 후, 80 메쉬 크기로 과립화하였다. 이어서, 몰드에 충진하고, 30톤 프레스에서 1,000 ㎏/㎤로 가압하여 5T × 15W × 30L (mm)의 성형체를 얻었다. 이어서, 수소 분위기 하, 전기로에서 30~650℃로 서서히 가열하여 PEG, PVB 등의 유기물을 제거하고, 다시 1,050℃까지 서서히 온도를 상승시켜 6시간 동안 소결을 실시하였다.
이에 의해 Mo-Cu 소결 합금을 제조하였다. 제조된 Mo-Cu 소결 합금의 사진을 도 2에 나타낸다.
2. Mo-Cu 소결 합금의 물성 평가
상기 1.과 같은 방법으로, 각각 Mo/Cu 함량이 85 wt%/15 wt%, 80 wt%/20 wt%, 70 wt%/30 wt%, 60 wt%/40 wt%, 50 wt%/50 wt%인 시편을 제작하여, 하기 조건에 따라 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion) 및 열전도율(Thermal Conductivity)을 측정하였다.
- 열팽창계수
(1) 샘플 사이즈: 5 × 5 × 5 (mm)
(2) T0 (Initial Temperature condition): 20℃
(3) 측정 온도 범위(Measurement Temperature Range): 20~300℃
- 열전도율
(1) 샘플 사이즈: 10 × 10 × 2 (mm)
(2) Room Temperature: 25℃
(3) 측정 온도(Measurement Temperature point): 25℃, 150℃, 175℃
측정 결과를 하기 표 2에 나타내며, 비교를 위하여 종래 제품의 열팽창계수 및 열전도율을 표 3에 나타낸다.
합금 조성(Mo/Cu) 밀도(g/㎤) 열전도율(W/m·K, 25℃) 열팽창계수(10-6/℃)
85 wt%/15 wt% 10.06 198 6.8
80 wt%/20 wt% 9.98 210 7.3
70 wt%/30 wt% 9.85 216 7.5
60 wt%/40 wt% 9.71 228 8.7
50 wt%/50 wt% 9.57 237 9.8
합금 조성(Mo/Cu) 밀도(g/㎤) 열전도율(W/m·K, 25℃) 열팽창계수(10-6/℃)
85 wt%/15 wt% 10.1 195 7.0
80 wt%/20 wt% 9.96 204 7.6
70 wt%/30 wt% 9.75 208 8.0
60 wt%/40 wt% 9.62 223 9.3
50 wt%/50 wt% 9.51 230 10.3
상기 표 2 및 표 3으로부터, 본 발명의 일 실시예의 제조 방법에 의해 제조된 Mo-Cu 합금은 열전도율 및 열팽창계수 측면에서 종래 Mo-Cu 합금 제품에 비하여 우수한 성능을 발휘하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 몰리브덴과 동의 밀착성, 합금 조성 및 조직 균일도가 우수하고, 물리화학적 성능이 더욱 향상된 Mo-Cu 소결 합금을 제조할 수 있다. 이와 같은 제조방법에 따라 제조된 Mo-Cu 합금은 우수한 열전도성 및 전기전도성과 같은 우수한 물리화학적 성능을 발휘하므로, 방열 소재, 반도체 부품, 자동차 부품 등 여러 응용 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.
상기 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (12)

  1. (a) 구리 함유 포화 용액을 형성하는 단계;
    (b) 몰리브덴 함유 분말에 상기 단계 (a)의 용액을 배합하는 단계;
    (c) 배합물을 배소 및 환원하는 단계;
    (d) 상기 단계 (c)에서 얻어진 분말을 가압 성형하는 단계; 및
    (e) 상기 단계 (d)에서 얻어진 성형체를 소결하는 단계를 포함하는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포화 용액은 염화제2구리(CuCl2), 황산구리(CuSO4), 또는 그 조합을 포함하는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포화 용액은 메탄올, 아세톤, 노말 헥세인 및 그 조합으로부터 선택되는 용매를 포함하는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몰리브덴 함유 분말은 몰리브덴(Mo) 분말, 삼산화몰리브덴(MoO3) 분말, 또는 그 조합을 포함하는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (c)의 배소는, 수소 분위기 하, 전기로에서 150~900℃의 범위의 온도로 가열하는 것을 포함하며, 환원은 수소 분위기 하, 전기로에서 600~1,000℃의 범위의 온도로 가열하는 것을 포함하는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (c)와 단계 (d) 사이에,
    (f) 상기 단계 (c)에서 얻어진 분말에 첨가제를 배합하는 단계를 더 포함하는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 첨가제는 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol, PEG), 폴리비닐부티랄(polyvinyl butyral, PVB), 스테아레이트(stearate), 메탄올(methanol), 노말 헥세인(normal hexane), 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (c)와 단계 (d) 사이에,
    (g) 과립화하는 단계를 더 포함하는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (d)와 단계 (e) 사이에,
    (h) 수소 분위기 하, 전기로에서 30~900℃ 범위의 온도로 가열하여 유기물을 제거하는 탈지 단계를 더 포함하는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (d)는, 10~3,000 ㎏/㎤ 범위의 압력 하에서 이루어지는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (e)는, 수소 분위기 하, 전기로에서 700~1,700℃ 범위의 온도에서 이루어지는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제조방법에 의해 제조된 몰리브덴-동 소결 합금은 0.1~99 wt%의 몰리브덴 및 0.1~99 wt%의 동을 포함하는
    몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법.
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