KR20220038898A - 입방정 질화붕소 분말 및 이의 제조방법 - Google Patents

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장원석
황동목
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Abstract

실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말 제조방법은 질화붕소 전구체 및 첨가제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 혼합물을 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 첨가제는 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al2O3, ZrO2, ZnO, MgO, SiC, AlN, Si3N4 및 SiO2 중 적어도 하나를 포함한다.

Description

입방정 질화붕소 분말 및 이의 제조방법{CUBIC BORON NITRIDE POWDER AND METHOD OF FABRICATION THE SAME}
실시예는 입방정 질화붕소 분말 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
미세 금형 가공을 위한 미세 공구 재료로 초경합금이 많이 사용되면서, 최근 단결정, 다결정 다이아몬드 재료를 이용한 미세 공구가 많이 소개되고 있다. 하지만 높은 가격과 공구 제작에 어려움이 있고 특히 탄소 확산으로 인해 가공할 수 있는 재료가 비철금속(non-ferrous metal)에 제한되어 금형강과 같은 철계금속(ferrous metal)에는 적용할 수 없는 문제가 있다.
이로 인해 다이아몬드 재료를 대신하여 높은 경도를 지니면서 금형강 가공에도 적용 가능한 다결정 입방정질화붕소(Polycrystalline Cubic Boron Nitride, PCBN) 공구가 사용되고 있다. 다결정 입방정질화붕소(PCBN)는 cBN(cubic boron nitride) 분말을 다양한 세라믹과 함께 소결하여 생산한다.
입방정 질화붕소(cubic boron nitride; cBN)는 다이아몬드 다음으로 높은 경도와 우수한 열전도성을 가지며, 다이아몬드에 비해 철과의 반응성이 낮다. 이로 인해, 입방정 질화붕소를 함유하는 공구가 주철의 마무리 절삭 가공이나, 소결합금 및 난삭재를 고속으로 정삭 가공하는 데 사용되어 왔다.
한편, 입방정 질화붕소는 질화 전구체 및 붕소 전구체를 혼합한 혼합물을 열처리하여 형성하거나 또는 질화붕소 전구체를 혼합한 혼합물을 열처리하여 형성할 수 있다.
그러나, 입방정 질화붕소를 형성하는 공정은 약 13㎬ 이상의 압력 및 2500°K 내지 4000°K의 온도에서 진행될 수 있으며, 이러한 고압 및 고온의 공정 조건으로 인해 입방정 질화붕소를 대량으로 생산하는데 제약이 있다.
또한, 상기 입방정 질화붕소 분말을 형성한 후, 입방정 질화붕소 분말의 입경 크기를 변형할 때 입방정 질화붕소의 높은 경도로 인해 후처리 가공이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 입방정 질화붕소 분말 제조방법이 요구된다.
실시예는 용이하게 제조할 수 있고, 가공이 용이한 입방정 질화붕소 분말 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말 제조방법은 질화붕소 전구체 및 첨가제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 혼합물을 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 첨가제는 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al2O3, ZrO2, ZnO, MgO, SiC, AlN, Si3N4 및 SiO2 중 적어도 하나를 포함한다.
실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말 제조방법은 금속 또는 실리콘 물질의 촉매가 첨가제로 포함됨에 따라, 입방정 질화붕소 분말 제조 공정의 온도 및 압력을 감소할 수 있다.
즉, 저온 및 저압 공정에서도 입방정 질화붕소 분말을 제조할 수 있으므로, 입방정 질화붕소 분말의 제조 공정 효율이 향상될 수 있다.
또한, 입방정 질화붕소 분말 제조 방법에 의해 제조되는 입방정 질화붕소 분말은 첨가되는 촉매의 형상 및 입경에 따라 입방정 질화붕소 분말의 입경 및 형상이 변화된다.
즉, 질화붕소가 첨가제 분말의 표면과 반응하여 최종적으로 제조되는 입방정 질화붕소 분말은 코어-쉘 구조로 형성될 수 있다.
이에 따라, 입방정 질화붕소 분말은 코어 내에 포함되는 첨가제 분말의 형상과 동일하거나 유사한 형상으로 형성되고, 첨가제 분말의 입경과 유사한 입경으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 입방정 질화붕소 분말을 후처리 가공할 필요 없이 구현하고자 하는 입경 및 형상에 따라 첨가제 분말의 종류를 다르게 하여 원하고자 하는 입경 및 형상의 입방정 질화붕소 분말을 제조할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 입방정 질화붕소 제조방법의 공정 흐름도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 실시예에 따른 입방정 질화붕소 제조방법에 의해 형성되는 입방정 질화붕소 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진을 도시한 도면들이다.
도 4 및 도 6은 실시예에 따른 입방정 질화붕소 제조방법에 의해 형성되는 입방정 질화붕소 분말의 투과전자현미경(TEM) 사진을 도시한 도면들이다.
도 7은 실시예에 따른 입방정 질화붕소 제조방법에 의해 형성되는 입방정 질화붕소 분말의 X선 회절 분석 그래프를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한개이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다.
또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여, 실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말 및 이의 제조방법을 설명한다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말 제조방법은 혼합물을 형성하는 단계(ST10) 및 상기 혼합물을 열처리하는 단계(ST20)을 포함할 수 있다.
상기 혼합물을 형성하는 단계(ST10)에서는 입방정 질화붕소 분말의 원료가 되는 물질들을 준비한 후 상기 원료들을 혼합할 수 있다.
상기 혼합물은 상기 입방정 질화붕소의 전구체 분말 및 첨가제 분말을 포함할 수 있다.
상기 입방정 질화붕소 전구체 분말은 붕소 전구체 분말, 질소 전구체 분말 및 질화붕소 전구체 분말중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 입방정 질화붕소 전구체는 붕소 전구체 분말 및 질소 전구체 분말을 포함할 수 있다. 또는, 상기 입방정 질화붕소 전구체는 질화붕소 전구체 분말을 포함할 수 있다.
상기 붕소 전구체 분말은 붕산(boron acid), 수소화붕소나트륨(Sodium borohydride)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 질소 전구체 분말은 멜라민(Melamine), 요소(Urea), 암모니아(Ammonia), 염화암모늄(Ammonium chloride)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 질화붕소 전구체 분말은 보라진(Borazine), 폴리보라자일렌(Polyborazylene), Trichloroborazine을 포함할 수 있다.
또한, 상기 첨가제 분말은 금속 및 세라믹 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제는 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn 중 적어도 하나의 금속 물질을 포함할 수 있다. 또는, 상기 첨가제는 Al2O3, ZrO2, ZnO, MgO, SiC, AlN, Si3N4 및 SiO2 중 적어도 하나의 세라믹 물질을 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 상기 질화붕소 전구체 분말과 반응하지 않고, 상기 질화붕소 전구체들이 반응하여 형성되는 질화붕소와 반응하는 일종의 촉매일 수 있다.
상기 입방정 질화붕소 전구체 분말과 상기 첨가제 분말은 혼합될 수 있다. 자세하게, 상기 입방정 질화붕소 전구체 분말과 상기 첨가제 분말은 서로 다른 중량%로 포함될 수 있다. 자세하게, 상기 첨가제 분말은 상기 질화붕소 전구체 분말보다 많은 함량으로 포함될 수 있다. 자세하게, 상기 질화붕소 전구체 분말은 상기 첨가제 분말에 대해 10% 내지 50% 만큼 포함될 수 있다.
상기 질화붕소 전구체 분말이 상기 첨가제 분말에 대해 10% 미만으로 포함되는 경우 잔류 첨가제의 양이 증가할 수 있다. 또한, 상기 질화붕소 전구체 분말이 상기 첨가제 분말에 대해 50% 초과하여 포함되는 경우, 상기 질화붕소 전구체 분말에 의해 형성되는 질화붕소들 중 첨가제 분말과 반응하지 않는 질화붕소의 양이 증가되어 입방정 질화붕소 분말의 특성이 저하될 수 있다.
상기 입방정 질화붕소 전구체 분말과 상기 첨가제 분말은 다양한 방법으로 혼합될 수 있다. 예를 들어, 상기 입방정 질화붕소 전구체 분말과 상기 첨가제 분말은 각각 중량% 범위 내의 중량%로 DI water 용액에 각각 첨가하고 교반하였고, 이에 의해 상기 입방정 질화붕소 전구체 분말과 상기 첨가제 분말을 혼합할 수 있다. 이어서, 상기 DI water 용액을 건조하여 상기 입방정 질화붕소 전구체 분말과 상기 첨가제 분말이 혼합된 혼합 분말을 형성할 수 있다.
이어서, 상기 혼합물을 열처리하는 단계(ST20)에서는 앞서 제조된 상기 혼합물을 일정한 온도, 압력으로 열처리하여 상기 입방정 질화붕소 전구체 분말과 상기 첨가제 분말을 반응시킬 수 있다.
자세하게, 상기 혼합물을 반응기 내에 투입한 후, 상기 반응기로 열을 전달하는 열원에 전류를 가하여 상기 반응기의 내부의 온도를 500℃ 내지 1000℃가 되도록 가열하여 열처리를 진행할 수 있다.
이때, 상기 공정 압력은 약 300㎩ 이하의 압력을 진행될 수 있다. 자세하게, N2, NH3, N2O, NO, NO2등의 질소를 포함하는 기체 분위기에서 100㎩ 내지 300㎩의 압력에서 약 2시간 내지 3시간 동안 열처리를 진행할 수 있다.
이에 따라, 최종적으로 입방정 질화붕소 분말이 형성되었다.
상기 혼합물을 열처리하는 단계에 의해 상기 입방정 질화붕소 전구체 분말과 상기 첨가제 분말은 반응할 수 있다.
자세하게, 상기 질화붕소 전구체 분말들은 서로 반응하여 질화붕소를 형성할 수 있다. 또한, 상기 질화붕소는 상기 첨가제 분말과 반응할 수 있다.
상기 질화붕소는 상기 첨가제 분말의 표면과 반응할 수 있다. 이에 따라, 상기 입방정 질화붕소 분말은 코어-쉘 구조로 형성될 수 있다.
자세하게, 상기 입방정 질화붕소 전구체 분말은 내부의 코어는 첨가제 분말을 포함하고, 외부의 쉘은 질화붕소를 포함하는 코어-쉘 구조로 형성될 수 있다.
즉, 상기 입방정 질화붕소 전구체 분말은 내부의 코어는 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn 중 적어도 하나의 금속 물질 또는 Al2O3, ZrO2, ZnO, MgO, SiC, AlN, Si3N4 및 SiO2 중 적어도 하나의 세라믹 물질을 포함하고, 외부의 쉘은 질화붕소를 포함하는 코어-쉘 구조로 형성될 수 있다.
이에 따라 최종적으로 제조되는 입방정 질화붕소 분말의 형상은 첨가제 분말의 형상을 그대로 유지하며 형성될 수 있다. 즉, 상기 질화붕소 전구체에 의해 형성되는 질화붕소가 첨가제 분말의 표면과 반응하여 증착되므로, 최종적으로 제조되는 입방정 질화붕소 분말의 형상은 첨가제 분말의 형상과 동일하거나 유사한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 최종적으로 제조되는 입방정 질화붕소 분말의 입경은 첨가제 분말의 입경과 유사한 입경으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 질화붕소 전구체에 의해 형성되는 질화붕소는 첨가제 분말의 표면에서 나노 단위 크기의 두께로 형성되므로, 최종적으로 제조되는 입방정 질화붕소 분말의 입경은 첨가제 분말의 입경과 거의 유사한 입경으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말 제조방법에 따라 제조되는 입방정 질화붕소 분말의 형상 및 입경 크기를 용이하게 제어할 수 있다.
즉, 입방정 질화붕소 분말을 제조한 후, 후처리 가공을 통해 입방정 질화붕소 분말의 형상 및 입경 크기를 변경하는 경우, 입방정 질화붕소 분말의 경도로 인해 가공이 용이하지 않아 공정효율이 저하되는 문제점이 있었으나, 실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말 제조방법에 따라 제조되는 질화붕소 분말은 구현하고자 하는 입방정 질화붕소 분말의 형상 및 입경에 따라 첨가제 분말의 종류를 다르게 하여 제조할 수 있으므로, 입방정 질화붕소 분말 제조 후 별도의 후처리 가공이 요구되지 않는다.
이에 따라, 실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말 제조방법은 구현하고자 하는 입방정 질화붕소 분말의 크기, 입경에 따라 다양한 형상 및 크기의 입방정 질화붕소 분말을 제조할 수 있으므로, 실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말 제조방법에 의해 제조되는 입방정 질화붕소 분말은 높은 열전도도와 열적 등방성을 가지는 고방열 전기 절연 소재, 전자파 차폐 소재 등의 다양한 분야에 적용될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말 제조방법 저온 및 저압에서 입방정 질화붕소 분말을 제조할 수 있다.
즉, 상기 첨가제의 혼합으로 인해, 계면에서의 에피택셜 성장을 유도할 수 있고, 이에 따라 핵생성 에너지가 감소할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말은 약 500℃ 내지 1000℃의 저온 및 100㎩ 내지 300㎩의 저압에서도 안정적으로 입장정 질화붕소 분말을 형성할 수 있다.
이하, 실시예들 및 비교예들에 따른 입방정 질화붕소 분말 제조방법을 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 제조예는 본 발명을 좀더 상세하게 설명하기 위하여 예시로 제시한 것에 불과하다. 따라서 본 발명이 이러한 제조예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1 g의 붕산(boron acid), 0.679 g의 멜라닌(Melanin)을 3:1의 mol 비율로 혼합한 후, 100ml의 DI Water 용매에서 80℃, 3시간 동안 반응 후, 석출을 통해 전구체를 형성하였다. 이어서, 구리 분말과 전구체 분말을 DI Water 용매에 각각 1g, 0.1g을 넣은 이후 증발시켜 혼합물을 형성하였다. 이어서, 상기 혼합물을 150㎩의 압력에서 500℃ 내지 1000℃의 공정온도에서 열처리하여 합성하여 질화붕소 분말을 제조하였다. 반응 분위기는 질소를 포함하는 이산화질소 가스 및 수소 가스를 각각 500sccm 및 23sccm의 유량으로 투입하였으며, 열처리는 약 3시간 동안 진행하였다.
이어서, 제조된 질화붕소 분말의 결정상을 관찰하였다
실시예 2
구리 분말 대신에 코발트 분말을 첨가하였다는 점을 제외하고는 실시예1과 동일하게 질화붕소 분말을 제조하였다.
이어서, 제조된 질화붕소 분말의 결정상을 관찰하였다.
비교예 1
혼합물에 구리 분말이 포함되지 않았다는 점을 제외하고는 실시예1과 동일하게 질화붕소 분말을 제조하였다.
이어서, 제조된 질화붕소 분말의 결정상을 관찰하였다.
비교예 2
공정 온도가 300℃였다는 점을 제외하고는 실시예1과 동일하게 질화붕소 분말을 제조하였다.
이어서, 제조된 질화붕소 분말의 결정상을 관찰하였다.
질화붕소 분말 형성여부 결정상
실시예1 OK 입방정
실시예2 OK 입방정
비교예1 OK 비정질
비교예2 NG -
도 2 내지 도 6은 실시예 1에 따른 질화붕소 분말의 주사전자현미경 사진 및 투과전자현미경 사진을 도시한 도면들이다.
표 1 및 도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예들에 따른 질화붕소 분말은 분말이 안정적으로 형성되며, 질화붕소 분말의 결정산은 입방정(cubic) 구조를 가지는 것을 알 수 있다.
즉, 실시예들에 따른 질화붕소 분말 제조 방법에 의해 제조되는 질화붕소 분말은 입방정 질화붕소 분말인 것을 알 수 있다.
반면에, 비교예들에 따른 질화붕소 분말은, 질화붕소 분말이 형성되지 않거나, 또는, 비정질의 질화붕소 분말이 형성되는 것을 알 수 있다.
또한, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 실시예들에 따른 질화붕소 분말 제조 방법에 의해 제조되는 입방정 질화붕소 분말은 첨가제 분말의 표면에 질화붕소가 증착되는 코어-쉘 구조로 형성되는 것을 알 수 있다,
이에 따라, 실시예들에 따른 질화붕소 분말 제조 방법에 의해 제조되는 입방정 질화붕소 분말은 분말의 형상 및 분말의 입경 크기가 코어인 첨가제 분말의 형상 및 입경의 크기와 동일하거나 유사하게 형성되는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 실시예들에 따른 질화붕소 분말 제조 방법에 의해 제조되는 입방정 질화붕소 분말은 제조후 별도의 후처리 가공을 하지 않고, 제조할 때부터 구현하고자 하는 특성에 따라 입방정 질화붕소 분말의 형상 및 크기를 제어할 수 있다.
실시예 3
1 g의 붕산(boron acid), 0.679 g의 멜라닌(Melanin)을 3:1의 mol 비율로 혼합한 후, 100ml의 DI Water 용매에서 80℃, 3시간 동안 반응 후, 석출을 통해 전구체를 형성하였다. 이어서, 산화알루미늄(Al2O3) 분말과 전구체 분말을 DI Water 용매에 각각 1g, 0.1g을 넣은 이후 증발시켜 혼합물을 형성하였다. 이어서, 상기 혼합물을 150㎩의 압력에서 500℃ 내지 1000℃의 공정온도에서 열처리하여 합성하여 질화붕소 분말을 제조하였다. 반응 분위기는 질소를 포함하는 이산화질소 가스 및 수소 가스를 각각 500sccm 및 23sccm의 유량으로 투입하였으며, 열처리는 약 3시간 동안 진행하였다.
이어서, 제조된 질화붕소 분말의 결정상을 관찰하였다.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말은 첨가되는 촉매의 형상에 따라 형상이 변화되는 것을 알 수 있다.
즉, 실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말은 촉매 분말의 표면과 반응하여 코어-쉘 구조로 형성되므로, 혼합물에 포함되는 촉매의 형상에 따라 입방정 질화붕소 분말의 형상이 결정될 수 있다.
실시예에 따른 입방정 질화붕소 분말 제조방법은 금속 또는 실리콘 물질의 촉매가 첨가제로 포함됨에 따라, 입방정 질화붕소 분말 제조 공정의 온도 및 압력을 감소할 수 있다.
즉, 저온 및 저압 공정에서도 입방정 질화붕소 분말을 제조할 수 있으므로, 입방정 질화붕소 분말의 제조 공정 효율이 향상될 수 있다.
또한, 입방정 질화붕소 분말 제조 방법에 의해 제조되는 입방정 질화붕소 분말은 첨가되는 촉매의 형상 및 입경에 따라 입방정 질화붕소 분말의 입경 및 형상이 변화된다.
즉, 질화붕소가 첨가제 분말의 표면과 반응하여 최종적으로 제조되는 입방정 질화붕소 분말은 코어-쉘 구조로 형성될 수 있다.
이에 따라, 입방정 질화붕소 분말은 코어 내에 포함되는 첨가제 분말의 형상과 동일하거나 유사한 형상으로 형성되고, 첨가제 분말의 입경과 유사한 입경으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 입방정 질화붕소 분말을 후처리 가공할 필요 없이 구현하고자 하는 입경 및 형상에 따라 첨가제 분말의 종류를 다르게 하여 원하고자 하는 입경 및 형상의 입방정 질화붕소 분말을 제조할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 질화붕소 전구체 분말 및 첨가제 분말을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및
    상기 혼합물을 열처리하는 단계를 포함하고,
    상기 첨가제 분말은 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al2O3, ZrO2, ZnO, MgO, SiC, AlN, Si3N4 및 SiO2 중 적어도 하나를 포함하는 입방정 질화붕소 분말 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 첨가제 분말은 상기 질화붕소 전구체 분말보다 많은 함량으로 포함되고,
    상기 질화붕소 전구체 분말은 상기 첨가제 분말에 대해 10% 내지 50% 만큼 포함되는 입방정 질화붕소 분말 제조방법.
  3. 상기 열처리하는 단계는 500℃ 내지 1000℃의 온도에서 진행하는 입방정 질화붕소 분말 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 열처리하는 단계는 질소를 포함하는 기체 분위기에서 100㎩ 내지 300㎩의 압력으로 진행하는 입방정 질화붕소 분말 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합물을 열처리하는 단계에서는 상기 질화붕소 전구체 분말이 반응하여 질화붕소를 형성하고,
    상기 질화붕소는 상기 첨가제 분말과 반응하고,
    상기 질화붕소는 상기 첨가제 분말의 표면과 반응하는 입방정 질화붕소 분말 제조방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조되는 입방정 질화붕소 분말.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 입방정 질화붕소 분말은 코어-쉘 구조로 형성되는 입방정 질화붕소 분말.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 질화붕소 분말은,
    Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al2O3, ZrO2, ZnO, MgO, SiC, AlN, Si3N4 및 SiO2 중 적어도 하나를 포함하는 코어; 및
    질화붕소를 포함하는 쉘을 포함하는 입방정 질화붕소 분말.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 입방정 질화붕소 분말의 형상은 상기 첨가제 분말의 형상에 따라 변화하는 질화붕소 분말.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 입방정 질화붕소 분말의 입경은 상기 첨가제 분말의 입경에 따라 변화하는 질화붕소 분말.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115069366A (zh) * 2022-05-19 2022-09-20 萍乡市兴丰高科实业有限公司 一种立磨磨机内用高铝锆质陶瓷耐磨棒
CN115557779A (zh) * 2022-10-21 2023-01-03 苏州璋驰光电科技有限公司 一种全天候自清洁蓄光陶瓷及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07121835B2 (ja) * 1993-04-09 1995-12-25 東芝タンガロイ株式会社 立方晶窒化ホウ素被覆体
JP2004506094A (ja) * 2000-08-08 2004-02-26 エレメント　シックス　（プロプライエタリイ）リミテッド 立方晶窒化ホウ素含有研磨用製品の製法
JP2018505839A (ja) * 2014-12-31 2018-03-01 ダイヤモンド イノヴェーションズ インコーポレイテッド 微結晶立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）を含む多結晶立方晶窒化ホウ素（ＰｃＢＮ）及び作製方法
KR101924857B1 (ko) * 2015-10-21 2018-12-04 주식회사 테토스 열전도성 입자
CN106513695A (zh) * 2016-10-21 2017-03-22 福州大学 一种铜纳米颗粒/六方氮化硼复合材料及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115069366A (zh) * 2022-05-19 2022-09-20 萍乡市兴丰高科实业有限公司 一种立磨磨机内用高铝锆质陶瓷耐磨棒
CN115069366B (zh) * 2022-05-19 2023-12-29 萍乡市兴丰高科实业有限公司 一种立磨磨机内用高铝锆质陶瓷耐磨棒
CN115557779A (zh) * 2022-10-21 2023-01-03 苏州璋驰光电科技有限公司 一种全天候自清洁蓄光陶瓷及其制备方法
CN115557779B (zh) * 2022-10-21 2023-10-10 苏州璋驰光电科技有限公司 一种全天候自清洁蓄光陶瓷及其制备方法

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