WO2017171510A1 - 금속폼의 제조 방법 - Google Patents

금속폼의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017171510A1
WO2017171510A1 PCT/KR2017/003613 KR2017003613W WO2017171510A1 WO 2017171510 A1 WO2017171510 A1 WO 2017171510A1 KR 2017003613 W KR2017003613 W KR 2017003613W WO 2017171510 A1 WO2017171510 A1 WO 2017171510A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal
less
weight
metal foam
salt
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/003613
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
유동우
이진규
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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
Priority claimed from KR1020170040971A external-priority patent/KR102040462B1/ko
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to US16/089,864 priority Critical patent/US11298745B2/en
Priority to EP17775934.7A priority patent/EP3437766B1/en
Priority to CN201780022411.2A priority patent/CN108883470B/zh
Priority to JP2018551124A priority patent/JP2019510883A/ja
Publication of WO2017171510A1 publication Critical patent/WO2017171510A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/11—Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1121—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
    • B22F3/1134—Inorganic fillers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
    • B22F2003/1053—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding by induction

Definitions

  • the present application relates to a method for producing a metal foam.
  • Metal foam has various useful properties such as light weight, energy absorbency, heat insulation, fire resistance or eco-friendliness, and thus can be applied to various fields including lightweight structures, transportation machines, building materials, or energy absorbing devices. .
  • the metal foam not only has a high specific surface area but also improves the flow of fluids or electrons such as liquids, gases, and the like, so that substrates, catalysts, sensors, actuators, secondary batteries, fuel cells, and gases for heat exchangers can be further improved. It may be usefully applied to a gas diffusion layer (GDL) or a microfluidic flow controller.
  • GDL gas diffusion layer
  • microfluidic flow controller a microfluidic flow controller.
  • An object of the present application is to provide a method for producing a metal foam having uniform porosity and excellent mechanical strength while having a desired porosity.
  • metal foam or metal skeleton refers to a porous structure containing metal as a main component.
  • the main component of the metal is that the proportion of the metal is 55% by weight, 60% by weight, 65% by weight, 70% by weight, 75% by weight or more, based on the total weight of the metal foam or metal skeleton. It means when the weight percent or more, 85 weight% or more, 90 weight% or more or 95 weight% or more.
  • the upper limit of the ratio of the metal contained as the main component is not particularly limited, and may be, for example, about 100% by weight, 99% by weight or 98% by weight.
  • porosity may refer to a case in which porosity is at least 30%, at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 75%, or at least 80%.
  • the upper limit of the porosity is not particularly limited and may be, for example, less than about 100%, about 99% or less, or about 98% or less.
  • the porosity can be calculated in a known manner by calculating the density of the metal foam or the like.
  • the method of manufacturing a metal foam of the present application may include sintering a green structure including a metal component.
  • the term green structure refers to a structure before undergoing a process performed to form a metal foam such as the sintering, that is, a structure before the metal foam is produced.
  • the green structure although referred to as a porous green structure does not necessarily have to be porous by itself, and may be referred to as a porous green structure for convenience as long as it can form a metal foam which is finally a porous metal structure.
  • the green structure may include a metal component and a salt, and the green structure may be formed by molding a mixture including the metal component and the salt.
  • the metal component may include at least a metal having a predetermined relative permeability and conductivity.
  • Application of such a metal, according to one example of the present application can be smoothly performed sintering according to the method when the induction heating method described later as the sintering is applied.
  • the relative permeability ( ⁇ r ) is the ratio ( ⁇ / ⁇ 0 ) of the permeability ( ⁇ ) of the material to the permeability ( ⁇ 0 ) in the vacuum.
  • the metal has relative permeability of 95 or more, 100 or more, 110 or more, 120 or more, 130 or more, 140 or more, 150 or more, 160 or more, 170 or more, 180 or more, 190 or more, 200 or more, 210 or more, 220 or more, 230 or more Over 240, over 250, over 260, over 270, over 280, over 290, over 300, over 310, over 320, over 330, over 340, over 350, over 360, over 370, over 380, over 390, over 400 410 or more, 420 or more, 430 or more, 440 or more, 450 or more, 460 or more, 470 or more, 480 or more, 490 or more, 500 or more, 510 or more, 520 or more, 530 or more, 540 or more, 550 or more, 560 or more, At least 570, at least 580, or at least 590.
  • the upper limit of the relative permeability may be, for example, about 300,000 or less.
  • the metal may be a conductive metal.
  • the term conductive metal has a conductivity at 20 ° C. of at least about 8 MS / m, at least 9 MS / m, at least 10 MS / m, at least 11 MS / m, at least 12 MS / m, at least 13 MS / m or 14.5 MS / It may mean a metal that is m or more or such an alloy.
  • the upper limit of the conductivity is not particularly limited, and for example, the conductivity may be about 30 MS / m or less, 25 MS / m or less, or 20 MS / m or less.
  • the metal having the relative permeability and conductivity as described above may simply be referred to as a conductive magnetic metal.
  • the conductive magnetic metal By applying the conductive magnetic metal, sintering can be more effectively performed when the induction heating process described later is performed.
  • a metal nickel, iron or cobalt may be exemplified, but is not limited thereto.
  • the metal component may comprise a second metal, different from the metal, with the conductive magnetic metal, if necessary.
  • the metal foam may be formed of a metal alloy.
  • the second metal a metal having a relative permeability and / or conductivity in the same range as the above-mentioned conductive magnetic metal may be used, and a metal having a relative permeability and / or conductivity outside such range may be used.
  • 1 type may be included in a 2nd metal and 2 or more types may be included.
  • the kind of the second metal is not particularly limited as long as it is different from the conductive magnetic metal to which it is applied.
  • metals other than the conductive magnetic metal may be applied in magnesium, but the present invention is not limited thereto.
  • the proportion of the conductive magnetic metal in the metal component or the green structure is not particularly limited.
  • the ratio may be adjusted so that proper joule heat can be generated when the induction heating method described below is applied.
  • the metal component or the green structure may include 30 wt% or more of the conductive magnetic metal based on the weight of the entire metal component.
  • the proportion of the conductive magnetic metal in the metal component or green structure may be at least about 35 wt%, at least about 40 wt%, at least about 45 wt%, at least about 50 wt%, at least about 55 wt%, 60 wt% Or at least 65 wt%, at least 70 wt%, at least 75 wt%, at least 80 wt%, at least 85 wt% or at least 90 wt%.
  • the upper limit of the ratio of the conductive magnetic metal is not particularly limited.
  • the ratio of the conductive magnetic metal in the metal component or the green structure may be less than about 100 wt% or less than or equal to 95 wt%.
  • the ratio is an exemplary ratio.
  • the ratio since the heat generated by induction heating by the application of the electromagnetic field can be adjusted according to the strength of the applied electromagnetic field, the electrical conductivity and resistance of the metal, the ratio may be changed according to specific conditions.
  • the metal component forming the green structure may be in powder form.
  • the metals in the metal component may have an average particle diameter in the range of about 0.1 ⁇ m to about 200 ⁇ m.
  • the average particle diameter is, in another example, about 0.5 ⁇ m or more, about 1 ⁇ m or more, about 2 ⁇ m or more, about 3 ⁇ m or more, about 4 ⁇ m or more, about 5 ⁇ m or more, about 6 ⁇ m or more, about 7 ⁇ m or more, or about 8 ⁇ m. It may be abnormal.
  • the average particle diameter may be about 150 ⁇ m or less, 100 ⁇ m or less, 90 ⁇ m or less, 80 ⁇ m or less, 70 ⁇ m or less, 60 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, 40 ⁇ m or less, 30 ⁇ m or less, or 20 ⁇ m or less.
  • metal in a metal component what differs in an average particle diameter can also be applied.
  • the average particle diameter may be selected in consideration of the form of the desired metal foam, for example, the thickness and porosity of the metal foam.
  • the green structure may include a salt together with the metal component.
  • the salt contained in the green structure serves to form pores of the metal foam.
  • the salt may remain undecomposed even during the fusion of the metal component in the sintering process because it is stable even at high temperatures, and if such salt is removed in a subsequent process, pores may be formed at the position where the salt was present.
  • the kind of salt that can be applied in the present application is not particularly limited, and for example, those which can be well dissolved in a solvent used for removing salts such as water while being stable at high temperature can be used.
  • Salts that can be used include NaCl, KCl, K 2 CO 3 , KOH, NaOH, CsCl, CaCl 2 , MgBr 2 , MgCl 2 , Na 2 SiO 3 , Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , NH 4 Br or NH 4 Cl and the like, but is not limited thereto.
  • the size, form and proportion of the salts are not particularly limited and may be selected by the structure of the desired metal foam. That is, the size and shape of the pores in the metal foam can be determined by the size or shape of the salt applied in the present application, the ratio and the like may affect the overall porosity, so considering the salt of the appropriate size and shape Can be applied at an appropriate ratio.
  • the average particle diameter of the salt may be at least about 30 ⁇ m or at least about 40 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the salt is, for example, about 250 ⁇ m or less, about 200 ⁇ m or less, 190 ⁇ m or less, 180 ⁇ m or less, 170 ⁇ m or less, 160 ⁇ m or less, 150 ⁇ m or less, 140 ⁇ m or less, 130 ⁇ m or less, 120 ⁇ m or less It may be about 110 ⁇ m or less, or about 100 ⁇ m or less.
  • the form of the salt can be variously selected, for example, spherical, ellipsoidal, polygonal and amorphous.
  • the salt may be included in a ratio of about 10 parts by weight to 1,000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal component.
  • This ratio is, in another example, at least about 15 parts by weight, at least about 20 parts by weight, at least about 30 parts by weight, at least about 40 parts by weight, at least about 50 parts by weight, at least about 60 parts by weight, at least about 70 parts by weight, about About 80 parts by weight, about 90 parts by weight or about 95 parts by weight or more, about 900 parts by weight or less, about 800 parts by weight or less, about 700 parts by weight or less, about 600 parts by weight or less, about 500 parts by weight or less, about 400 parts by weight or less, about 300 parts by weight or less, about 200 parts by weight or less, about 190 parts by weight or less, about 180 parts by weight or less, about 170 parts by weight or less, about 160 parts by weight or less, about 150 parts by weight or less, about 140 parts by weight Up to about 130 parts by weight, up to about 120 parts by weight, or up
  • the green structure may contain known additives which are additionally required in addition to the above-mentioned components.
  • additives include, but are not limited to, solvents and binders.
  • the manner of forming the green structure is not particularly limited. Various methods for forming the green structure are known in the manufacturing field of the metal foam, and all such methods may be applied in the present application.
  • the green structure may be formed by maintaining the mixture of the metal component and the salt in an appropriate template or by coating the mixture in an appropriate manner.
  • the shape of such a green structure is not particularly limited as determined according to the desired metal foam.
  • the green structure may be in the form of a film or a sheet.
  • the thickness may be 5,000 ⁇ m or less, 3,500 ⁇ m or less, 2,000 ⁇ m or less, 1000 ⁇ m or less, 800 ⁇ m or less, 700 ⁇ m or less and 500 ⁇ m or less.
  • Metal foams generally have brittle characteristics in terms of their porous structural characteristics, and thus are difficult to manufacture in the form of a film or sheet, in particular in the form of a thin film or sheet, and have a problem of brittleness even when manufactured.
  • the lower limit of the thickness of the structure is not particularly limited.
  • the thickness of the structure in the form of a film or sheet may be at least about 10 ⁇ m, at least 50 ⁇ m, or at least about 100 ⁇ m.
  • the metal foam may be manufactured by sintering the green structure formed in the above manner.
  • the manner of performing sintering for producing the metal foam is not particularly limited, and a known sintering method may be applied. That is, the sintering may be performed by applying an appropriate amount of heat to the green structure in an appropriate manner.
  • the sintering may be performed by an induction heating method. That is, as described above, since the metal component includes a conductive magnetic metal having a predetermined permeability and conductivity, an induction heating method may be applied. In this way, including the pores formed uniformly, the mechanical properties are excellent, and the porosity can also be more smoothly produced metal foam adjusted to the desired level.
  • Induction heating is a phenomenon in which heat is generated from a specific metal when an electromagnetic field is applied.
  • an electromagnetic field is applied to a metal having appropriate conductivity and permeability, eddy currents are generated in the metal, and joule heating is generated by the resistance of the metal.
  • the sintering process may be performed through such a phenomenon.
  • the sintering of the metal foam can be performed in a short time by applying the same method, thereby ensuring processability, and at the same time, a metal foam having high porosity and excellent mechanical strength can be manufactured.
  • the sintering process may include applying an electromagnetic field to the green structure. Joule heat is generated by the induction heating phenomenon in the conductive magnetic metal of the metal component by the application of the electromagnetic field, whereby the structure can be sintered.
  • the conditions for applying the electromagnetic field are not particularly limited as determined according to the type and ratio of the conductive magnetic metal in the green structure.
  • the induction heating may be performed using an induction heater formed in the form of a coil or the like.
  • Induction heating may be performed by applying a current of about 100A to 1,000A.
  • the magnitude of the applied current may be 900 A or less, 800 A or less, 700 A or less, 600 A or less, 500 A or less, or 400 A or less.
  • the magnitude of the current may be about 150 A or more, about 200 A or more, or about 250 A or more.
  • Induction heating can be performed, for example, at a frequency of about 100 kHz to 1,000 kHz.
  • the frequency may be 900 kHz or less, 800 kHz or less, 700 kHz or less, 600 kHz or less, 500 kHz or less, or 450 kHz or less.
  • the frequency may, in another example, be at least about 150 kHz, at least about 200 kHz, or at least about 250 kHz.
  • Application of the electromagnetic field for the induction heating may be performed, for example, within a range of about 1 minute to 10 hours.
  • the application time is, in another example, about 9 hours or less, about 8 hours or less, about 7 hours or less, about 6 hours or less, about 5 hours or less, about 4 hours or less, about 3 hours or less, about 2 hours or less, about Up to 1 hour or up to about 30 minutes.
  • the above-mentioned induction heating conditions for example, the applied current, the frequency and the applied time may be changed in consideration of the type and ratio of the conductive magnetic metal as described above.
  • the sintering of the green structure may be performed only by the above-mentioned induction heating or, if necessary, by applying appropriate heat with the induction heating, that is, the application of the electromagnetic field.
  • the manufacturing method of the present application may further perform a process of removing the salt from the sintered green structure following the sintering process.
  • removing the salt after sintering metal foam can be formed while voids are formed in the site where the salt was present.
  • the manner of removing the salt is not particularly limited, and the salt can be removed by treating the sintered green structure with a solvent capable of dissolving the salt, such as water.
  • the present application also relates to a metal foam.
  • the metal foam may be prepared by the method described above.
  • Such a metal foam may include, for example, at least the conductive magnetic metal described above.
  • the metal foam may include at least 30 wt%, at least 35 wt%, at least 40 wt%, at least 45 wt%, or at least 50 wt% of the conductive magnetic metal.
  • the proportion of the conductive magnetic metal in the metal foam may be about 55% by weight, 60% by weight, 65% by weight, 70% by weight, 75% by weight, 80% by weight, 85% by weight or Or 90% by weight or more.
  • the upper limit of the ratio of the conductive magnetic metal is not particularly limited, and may be, for example, less than about 100% by weight or less than 95% by weight.
  • the metal foam may have a porosity in the range of about 40% to 99%. As mentioned, according to the method of the present application, the porosity and the mechanical strength can be adjusted while including uniformly formed pores.
  • the porosity may be 50% or more, 60% or more, 70% or more, 75% or more, or 80% or more, 95% or less, or 90% or less.
  • the metal foam may also exist in the form of a thin film or sheet.
  • the metal foam may be in the form of a film or sheet.
  • the metal foam in the form of a film or sheet has a thickness of 2,000 ⁇ m or less, 1,500 ⁇ m or less, 1,000 ⁇ m or less, 900 ⁇ m or less, 800 ⁇ m or less, 700 ⁇ m or less, 600 ⁇ m or less, 500 ⁇ m or less, 400 ⁇ m or less, 300 ⁇ m or less, 200 ⁇ m or less, 150 ⁇ m or less , About 100 ⁇ m or less, about 90 ⁇ m or less, about 80 ⁇ m or less, about 70 ⁇ m or less, about 60 ⁇ m or less, or about 55 ⁇ m or less.
  • the film or sheet-shaped metal foam has a thickness of about 10 ⁇ m, about 20 ⁇ m, about 30 ⁇ m, about 40 ⁇ m, about 50 ⁇ m, about 100 ⁇ m, about 150 ⁇ m, about 200 ⁇ m, about 250 ⁇ m, about 300 ⁇ m or more. , About 350 ⁇ m or more, about 400 ⁇ m or more, about 450 ⁇ m or more, or about 500 ⁇ m or more.
  • the metal foam may be utilized in various applications requiring a porous metal structure.
  • a metal foam in the form of a thin film or sheet having a desired porosity and excellent mechanical strength, thereby expanding the use of the metal foam in comparison with the existing. have.
  • the present application it is possible to provide a method for producing a metal foam including a uniformly formed pores, having a desired porosity and capable of forming a metal foam having excellent mechanical properties, and a metal foam having the above characteristics.
  • the present application can provide a method and a metal foam that can form a metal foam having the above-described physical properties in the form of a thin film or sheet.
  • 1 and 2 are SEM photographs of metal foams formed in Examples.
  • Nickel metal was used as a metal component as a conductive magnetic metal.
  • the nickel metal powder which was sieved through a 200 mesh sieve, was mixed at a weight ratio of 1: 1 with NaCl as a salt.
  • NaCl one having a particle size distribution in the range of about 50 ⁇ m to 100 ⁇ m was used.
  • nickel has a conductivity of about 14.5 MS / m and a relative permeability of about 600 at 20 ° C.
  • the prepared mixture was coated on a quartz plate in the form of a sheet about 600 ⁇ m thick to prepare a green structure, and an electromagnetic field was applied to the green structure by an induction heater in the form of a coil.
  • the electromagnetic field was formed by applying a current of about 350 A at a frequency of about 380 kHz, and the electromagnetic field was applied for about 3 minutes.
  • the sintered green structure was immersed in water and washed by sonication to remove salt, thereby preparing a sheet-shaped metal foam having a thickness of about 600 ⁇ m.
  • the porosity of the prepared sheet was about 53%. 1 is a SEM photograph of the prepared sheet.
  • a metal foam was prepared in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of nickel metal powder and NaCl was changed to 1: 1.5 (nickel metal powder: NaCl).
  • the porosity of the prepared sheet was about 70%. 2 is a SEM photograph of the prepared sheet.
  • a metal foam sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that Na 2 SiO 3 having a particle size distribution in the range of about 50 ⁇ m to 70 ⁇ m was applied.
  • the porosity of the prepared sheet was about 55%.
  • a metal foam sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that Na 2 CO 3 having a particle size distribution of about 150 ⁇ m to 200 ⁇ m was applied.
  • the porosity of the prepared sheet was about 43%.
  • a metal foam sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that KCl was applied in the particle size distribution in the range of about 70 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the porosity of the prepared sheet was about 62%.
  • a metal foam sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that NH 4 Cl in a particle size distribution of about 25 ⁇ m to 55 ⁇ m was applied.
  • the porosity of the prepared sheet was about 58%.
  • a metal foam sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that CaCl 2 was applied within a particle size distribution in the range of about 70 ⁇ m to 110 ⁇ m.
  • the porosity of the prepared sheet was about 60%.
  • a metal foam sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that MgCl 2 in a particle size distribution in the range of about 50 ⁇ m to 70 ⁇ m was applied.
  • the porosity of the prepared sheet was about 42%.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

본 출원은 금속폼의 제조 방법을 제공한다. 본 출원에서는, 균일하게 형성된 기공을 포함하고, 목적하는 기공도를 가지면서, 기계적 특성이 우수한 금속폼을 형성할 수 있는 금속폼의 제조 방법과 상기와 같은 특성을 가지는 금속폼을 제공할 수 있다. 또한, 본 출원에서는 얇은 두께의 필름 또는 시트 형태이면서도 상기 언급한 물성이 확보되는 금속폼을 빠른 공정 시간 내에 형성할 수 있는 방법 및 그러한 금속폼을 제공할 수 있다.

Description

금속폼의 제조 방법
본 출원은 2016년 4월 1일자 제출된 대한민국 특허출원 제10-2016-0040361호 및 2017년 3월 30일자 제출된 대한민국 특허출원 제10-2017-0040971호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 대한민국 특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 출원은 금속폼의 제조 방법에 대한 것이다.
금속폼(metal foam)은 경량성, 에너지 흡수성, 단열성, 내화성 또는 친환경 등의 다양하고 유용한 특성을 구비함으로써, 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, 연료전지, 가스 확산층(GDL: gas diffusion layer) 또는 미세유체 흐름 제어기(microfluidic flow controller) 등에 적용되어 유용하게 사용될 수도 있다.
본 출원은, 균일하게 형성된 기공을 포함하고, 목적하는 기공도를 가지면서도 기계적 강도가 우수한 금속폼을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서에서 용어 금속폼 또는 금속 골격은, 금속을 주성분으로 포함하는 다공성 구조체를 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 한다는 것은, 금속폼 또는 금속 골격의 전체 중량을 기준으로 금속의 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%, 99 중량% 또는 98 중량% 정도일 수 있다.
본 명세서에서 용어 다공성은, 기공도(porosity)가 적어도 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상인 경우를 의미할 수 있다. 상기 기공도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 100% 미만, 약 99% 이하 또는 약 98% 이하 정도일 수 있다. 상기 기공도는 금속폼 등의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다.
본 출원의 금속폼의 제조 방법은, 금속 성분을 포함하는 그린 구조체를 소결하는 단계를 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 그린 구조체는, 상기 소결 등과 같이 금속폼을 형성하기 위해 수행되는 공정을 거치기 전의 구조체, 즉 금속폼이 생성되기 전의 구조체를 의미한다. 또한, 상기 그린 구조체는, 다공성 그린 구조체라고 호칭되더라도 반드시 그 자체로 다공성일 필요는 없으며, 최종적으로 다공성의 금속 구조체인 금속폼을 형성할 수 있는 것이라면, 편의상 다공성 그린 구조체라고 호칭될 수 있다.
본 출원에서 상기 그린 구조체는, 금속 성분과 염을 포함할 수 있고, 상기 금속 성분과 염을 포함하는 혼합물을 성형하여 상기 그린 구조체를 형성할 수 있다.
일 예시에서 상기 금속 성분은, 소정 상대 투자율과 전도도를 가지는 금속을 적어도 포함할 수 있다. 이러한 금속의 적용은, 본 출원의 하나의 예시에 따라서 상기 소결로서 후술하는 유도 가열 방식이 적용될 경우에 해당 방식에 따른 소결이 원활하게 수행되도록 할 수 있다.
예를 들면, 상기 금속으로는, 상대 투자율이 90 이상인 금속이 사용될 수 있다. 상대 투자율(μr)은, 해당 물질의 투자율(μ)과 진공속의 투자율(μ0)의 비율(μ/μ0)이다. 상기 금속은 상대 투자율이 95 이상, 100 이상, 110 이상, 120 이상, 130 이상, 140 이상, 150 이상, 160 이상, 170 이상, 180 이상, 190 이상, 200 이상, 210 이상, 220 이상, 230 이상, 240 이상, 250 이상, 260 이상, 270 이상, 280 이상, 290 이상, 300 이상, 310 이상, 320 이상, 330 이상, 340 이상, 350 이상, 360 이상, 370 이상, 380 이상, 390 이상, 400 이상, 410 이상, 420 이상, 430 이상, 440 이상, 450 이상, 460 이상, 470 이상, 480 이상, 490 이상, 500 이상, 510 이상, 520 이상, 530 이상, 540 이상, 550 이상, 560 이상, 570 이상, 580 이상 또는 590 이상일 수 있다. 상대 투자율이 높을 수록 후술하는 유도 가열을 위한 전자기장의 인가 시에 보다 높은 열을 발생하게 되므로 그 상한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 상대 투자율의 상한은 예를 들면, 약 300,000 이하일 수 있다.
상기 금속은 전도성 금속일 수 있다. 용어 전도성 금속은 20℃에서의 전도도가 약 8 MS/m 이상, 9 MS/m 이상, 10 MS/m 이상, 11 MS/m 이상, 12 MS/m 이상, 13 MS/m 이상 또는 14.5 MS/m 이상인 금속 또는 그러한 합금을 의미할 수 있다. 상기 전도도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 전도도는, 약 30 MS/m 이하, 25 MS/m 이하 또는 20 MS/m 이하일 수 있다.
본 출원에서 상기와 같은 상대 투자율과 전도도를 가지는 금속은 단순하게 전도성 자성 금속으로도 호칭될 수 있다.
상기 전도성 자성 금속을 적용함으로써, 후술하는 유도 가열 공정이 진행될 경우에 소결을 보다 효과적으로 진행할 수 있다. 이와 같은 금속으로는 니켈, 철 또는 코발트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
금속 성분은, 필요한 경우에 상기 전도성 자성 금속과 함께 상기 금속과는 다른 제 2 금속을 포함할 수 있다. 이러한 경우에는, 금속폼이 금속 합금으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 금속으로는 상기 언급한 전도성 자성 금속과 같은 범위의 상대 투자율 및/또는 전도도를 가지는 금속이 사용될 수도 있고, 그러한 범위 외의 상대 투자율 및/또는 전도도를 가지는 금속이 사용될 수 있다. 또한, 제 2 금속은 1종이 포함될 수도 있고, 2종 이상이 포함될 수도 있다. 이러한 제 2 금속의 종류는 적용되는 전도성 자성 금속과 다른 종류인 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 구리, 인, 몰리브덴, 아연, 망간, 크롬, 인듐, 주석, 은, 백금, 금, 알루미늄 또는 마그네슘 등에서 전도성 자성 금속과 다른 금속 1종 이상이 적용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
금속 성분 또는 그린 구조체 내에서 상기 전도성 자성 금속의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 비율은, 후술하는 유도 가열 공법의 적용 시에 적절한 줄열을 발생시킬 수 있도록 비율이 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 성분 또는 그린 구조체는, 상기 전도성 자성 금속을 전체 금속 성분의 중량을 기준으로 30 중량% 이상 포함할 수 있다. 다른 예시에서 상기 금속 성분 또는 그린 구조체 내의 상기 전도성 자성 금속의 비율은, 약 35 중량% 이상, 약 40 중량% 이상, 약 45 중량% 이상, 약 50 중량% 이상, 약 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상 또는 90 중량% 이상일 수 있다. 상기 전도성 자성 금속 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 금속 성분 또는 그린 구조체 내에서 상기 전도성 자성 금속의 비율은, 약 100 중량% 미만 또는 95 중량% 이하일 수 있다. 그러나, 상기 비율은 예시적인 비율이다. 예를 들어, 전자기장의 인가에 의한 유도 가열에 의해 발생하는 열은, 가해주는 전자기장의 세기, 금속의 전기 전도도와 저항 등에 따라 조절이 가능하기 때문에, 상기 비율은 구체적인 조건에 따라서 변경될 수 있다.
그린 구조체를 형성하는 금속 성분은 분말(powder) 형태일 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 성분 내의 금속들은, 평균 입경이 약 0.1 μm 내지 약 200 μm의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 평균 입경은 다른 예시에서 약 0.5 μm 이상, 약 1 μm 이상, 약 2 μm 이상, 약 3 μm 이상, 약 4 μm 이상, 약 5 μm 이상, 약 6 μm 이상, 약 7 μm 이상 또는 약 8 μm 이상일 수 있다. 상기 평균 입경은 다른 예시에서 약 150 μm 이하, 100 μm 이하, 90 μm 이하, 80 μm 이하, 70 μm 이하, 60 μm 이하, 50 μm 이하, 40 μm 이하, 30 μm 이하 또는 20 μm 이하일 수 있다. 금속 성분 내의 금속으로는 서로 평균 입경이 상이한 것을 적용할 수도 있다. 상기 평균 입경은, 목적하는 금속폼의 형태, 예를 들면, 금속폼의 두께나 기공도 등을 고려하여 적절한 범위를 선택할 수 있다.
상기 그린 구조체는 상기 금속 성분과 함께 염(salt)을 포함할 수 있다. 그린 구조체에 포함되는 염은, 금속폼의 기공을 형성하는 역할을 한다. 염은, 고온에서도 안정하기 때문에 소결 과정에서 금속 성분이 융합되는 동안에도 분해되지 않고 남아 있을 수 있으며, 이러한 염이 후속 공정에서 제거되면, 염이 존재하던 위치에 기공이 형성될 수 있다.
본 출원에서 적용될 수 있는 염의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 고온에서 안정하면서, 물 등의 염의 제거를 위해 사용되는 용매에 잘 용해될 수 있는 것을 사용할 수 있다. 사용할 수 있는 염으로는, NaCl, KCl, K2CO3, KOH, NaOH, CsCl, CaCl2, MgBr2, MgCl2, Na2SiO3, Na2CO3, NaHCO3, NH4Br 또는 NH4Cl 등이 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 염의 크기, 형태 및 비율은 특별히 제한되지 않고, 목적하는 금속폼의 구조에 의해 선택될 수 있다. 즉, 본 출원에서 적용되는 염의 크기나 형태에 의해 금속폼 내의 기공의 형태와 크기가 정해질 수 있고, 그 비율 등은 전체적인 기공도에 영향을 줄 수 있기 때문에 이를 감안하여 적절한 크기 및 형태의 염을 적정 비율로 적용할 수 있다.
예를 들면, 상기 염의 평균 입경은 약 30 μm 이상 또는 약 40 μm 이상일 수 있다. 염의 평균 입경은, 예를 들면, 약 250 μm 이하, 약 200 μm 이하, 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 또는 100 μm 이하 정도일 수 있다.
염의 형태는, 예를 들면, 구형, 타원체, 다각형 및 무정형 등 다양하게 선택될 수 있다.
그린 구조체 내에서 염은, 예를 들면, 상기 금속 성분 100 중량부 대비 약 10 내지 1,000 중량부의 비율로 포함되어 있을 수 있다. 이러한 비율은, 다른 예시에서 약 15 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 또는 약 95 중량부 이상일 수 있으며, 약 900 중량부 이하, 약 800 중량부 이하, 약 700 중량부 이하, 약 600 중량부 이하, 약 500 중량부 이하, 약 400 중량부 이하, 약 300 중량부 이하, 약 200 중량부 이하, 약 190 중량부 이하, 약 180 중량부 이하, 약 170 중량부 이하, 약 160 중량부 이하, 약 150 중량부 이하, 약 140 중량부 이하, 약 130 중량부 이하, 약 120 중량부 이하 또는 약 110 중량부 이하일 수 있다.
그린 구조체는, 상기 언급한 성분 외에 추가적으로 필요한 공지의 첨가제를 포함할 수도 있다. 이러한 첨가제의 예로는, 용매나 바인더 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
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 들면, 상기 그린 구조체는, 적정한 틀(template)에 상기 금속 성분과 염의 혼합물을 유지하거나, 혹은 상기 혼합물을 적정한 방식으로 코팅하여 형성할 수 있다.
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 구조체가 필름 또는 시트 형태일 때에 그 두께는 5,000 μm 이하, 3,500 μm 이하, 2,000 μm 이하, 1000 μm 이하, 800 μm 이하, 700 μm 이하500 μm 이하일 수 있다. 금속폼은, 다공성인 구조적 특징상 일반적으로 브리틀한 특성을 가지고, 따라서 필름 또는 시트 형태, 특히 얇은 두께의 필름 또는 시트 형태로 제작이 어렵고, 제작하게 되어도 쉽게 부스러지는 문제가 있다. 그렇지만, 본 출원의 방식에 의해서는, 얇은 두께이면서도, 내부에 균일하게 기공이 형성되고, 기계적 특성이 우수한 금속폼의 형성이 가능하다.
상기에서 구조체의 두께의 하한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 필름 또는 시트 형태의 구조체의 두께는 약 10 μm 이상, 50 μm 이상 또는 약 100 μm 이상일 수 있다.
상기와 같은 방식으로 형성된 그린 구조체를 소결하여 금속폼을 제조할 수 있다. 이러한 경우에 상기 금속폼을 제조하기 위한 소결을 수행하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 소결법을 적용할 수 있다. 즉, 적절한 방식으로 상기 그린 구조체에 적정한 양의 열을 인가하는 방식으로 상기 소결을 진행할 수 있다.
상기 기존의 공지 방식과는 다른 방식으로서, 본 출원에서는 상기 소결을 유도 가열 방식으로 수행할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 금속 성분이 소정 투자율과 전도도의 전도성 자성 금속을 포함하기 때문에, 유도 가열 방식이 적용될 수 있다. 이러한 방식에 의해서 균일하게 형성된 기공을 포함하면서, 기계적 특성이 우수하며, 기공도도 목적하는 수준으로 조절된 금속폼의 제조가 보다 원활하게 될 수 있다.
상기에서 유도 가열은, 전자기장이 인가되면 특정 금속에서 열이 발생하는 현상이다. 예를 들어, 적절한 전도성과 투자율을 가지는 금속에 전자기장을 인가하면, 금속에 와전류(eddy currents)가 발생하고, 금속의 저항에 의해 줄열(Joule heating)이 발생한다. 본 출원에서는 이러한 현상을 통한 소결 공정을 수행할 수 있다. 본 출원에서는 이와 같은 방식을 적용하여 금속폼의 소결을 단시간 내에 수행할 수 있어서 공정성을 확보하고, 동시에 기공도가 높은 박막 형태이면서도 기계적 강도가 우수한 금속폼을 제조할 수 있다.
상기 소결 공정은, 상기 그린 구조체에 전자기장을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 전자기장의 인가에 의해 상기 금속 성분의 전도성 자성 금속에서 유도 가열 현상에 의해서 줄열이 발생하고, 이에 의해 구조체는 소결될 수 있다. 이 때 전자기장을 인가하는 조건은 그린 구조체 내의 전도성 자성 금속의 종류 및 비율 등에 따라서 결정되는 것으로 특별히 제한되지 않는다.
예를 들면, 상기 유도 가열은, 코일 등의 형태로 형성된 유도 가열기를 사용하여 진행할 수 있다.
유도 가열은, 예를 들면, 100A 내지 1,000A 정도의 전류를 인가하여 수행할 수 있다. 상기 가해지는 전류의 크기는 다른 예시에서, 900A 이하, 800 A 이하, 700 A 이하, 600 A 이하, 500 A 이하 또는 400 A 이하일 수 있다. 상기 전류의 크기는 다른 예시에서 약 150 A 이상, 약 200 A 이상 또는 약 250 A 이상일 수 있다.
유도 가열은, 예를 들면, 약 100kHz 내지 1,000kHz의 주파수로 수행할 수 있다. 상기 주파수는, 다른 예시에서, 900 kHz 이하, 800 kHz 이하, 700 kHz 이하, 600 kHz 이하, 500 kHz 이하 또는 450 kHz 이하일 수 있다. 상기 주파수는, 다른 예시에서 약 150 kHz 이상, 약 200 kHz 이상 또는 약 250 kHz 이상일 수 있다.
상기 유도 가열을 위한 전자기장의 인가는 예를 들면, 약 1분 내지 10시간의 범위 내에서 수행할 수 있다. 상기 인가 시간은, 다른 예시에서, 약 9시간 이하, 약 8 시간 이하, 약 7 시간 이하, 약 6 시간 이하, 약 5 시간 이하, 약 4 시간 이하, 약 3 시간 이하, 약 2 시간 이하, 약 1 시간 이하 또는 약 30분 이하일 수 있다.
상기 언급한 유도 가열 조건, 예를 들면, 인가 전류, 주파수 및 인가 시간 등은 전술한 바와 같이 전도성 자성 금속의 종류 및 비율 등을 고려하여 변경될 수 있다.
상기 그린 구조체의 소결은, 상기 언급한 유도 가열에 의해서만 수행하거나, 필요한 경우에 상기 유도 가열, 즉 전자기장의 인가와 함께 적절한 열을 인가하면서 수행할 수도 있다.
본 출원의 제조 방법은, 상기 소결 공정에 후속하여 소결된 그린 구조체로부터 상기 염을 제거하는 공정을 추가로 수행할 수 있다. 소결 후에 염을 제거함으로서, 염의 존재하던 부위에 공극이 형성되면서 금속폼이 형성될 수 있다.
염을 제거하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 물과 같이 상기 염을 용해시킬 수 있는 용매로 소결된 그린 구조체를 처리함으로써 염을 제거할 수 있다.
본 출원은 또한, 금속폼에 대한 것이다. 상기 금속폼은 전술한 방법에 의해 제조된 것일 수 있다. 이러한 금속폼은, 예를 들면, 전술한 전도성 자성 금속을 적어도 포함할 수 있다. 금속폼은 상기 전도성 자성 금속을 중량을 기준으로 30 중량% 이상, 35 중량% 이상, 40 중량% 이상, 45 중량% 이상 또는 50 중량% 이상 포함할 수 있다. 다른 예시에서 상기 금속폼 내의 전도성 자성 금속의 비율은, 약 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상 또는 90 중량% 이상일 수 있다. 상기 전도성 자성 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 100 중량% 미만 또는 95 중량% 이하일 수 있다.
상기 금속폼은, 기공도(porosity)가 약 40% 내지 99%의 범위 내일 수 있다. 언급한 바와 같이, 본 출원의 방법에 의하면, 균일하게 형성된 기공을 포함하면서, 기공도와 기계적 강도를 조절할 수 있다. 상기 기공도는, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상이거나, 95% 이하 또는 90% 이하일 수 있다.
상기 금속폼은 박막의 필름 또는 시트 형태로도 존재할 수 있다. 하나의 예시에서 금속폼은 필름 또는 시트 형태일 수 있다. 이러한 필름 또는 시트 형태의 금속폼은, 두께가 2,000μm 이하, 1,500μm 이하, 1,000μm 이하, 900μm 이하, 800μm 이하, 700μm 이하, 600μm 이하, 500μm 이하, 400μm 이하, 300μm 이하, 200μm 이하, 150μm 이하, 약 100μm 이하, 약 90μm 이하, 약 80μm 이하, 약 70μm 이하, 약 60μm 이하 또는 약 55μm 이하일 수 있다. 상기 필름 또는 시트 형태의 금속폼의 두께는 약 10μm 이상, 약 20μm 이상, 약 30μm 이상, 약 40μm 이상, 약 50μm 이상, 약 100μm 이상, 약 150μm 이상, 약 200μm 이상, 약 250μm 이상, 약 300μm 이상, 약 350μm 이상, 약 400μm 이상, 약 450μm 이상 또는 약 500μm 이상일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 금속폼은, 다공성의 금속 구조체가 필요한 다양한 용도에서 활용될 수 있다. 특히, 본 출원의 방식에 따르면, 전술한 바와 같이 목적하는 수준의 기공도를 가지면서도 기계적 강도가 우수한 얇은 필름 또는 시트 형태의 금속폼의 제조가 가능하여, 기존 대비 금속폼의 용도를 확대할 수 있다.
본 출원에서는, 균일하게 형성된 기공을 포함하고, 목적하는 기공도를 가지면서, 기계적 특성이 우수한 금속폼을 형성할 수 있는 금속폼의 제조 방법과 상기와 같은 특성을 가지는 금속폼을 제공할 수 있다. 또한, 본 출원에서는 얇은 두께의 필름 또는 시트 형태이면서도 상기 언급한 물성이 확보되는 금속폼을 형성할 수 있는 방법 및 그러한 금속폼을 제공할 수 있다.
도 1 및 2는, 실시예에서 형성된 금속폼에 대한 SEM 사진이다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.
실시예 1.
전도성 자성 금속으로서 니켈 금속의 분말을 금속 성분으로 사용하였다. 200 mesh의 체로 거른 상기 니켈 금속 분말을 염으로서 NaCl과 1:1의 중량 비율로 혼합하였다. 상기에서 NaCl로는, 약 50μm 내지 100 μm 범위 내의 입경 분포를 가지는 것을 사용하였다. 한편, 상기에서 니켈은, 20℃에서의 전도도가 약 14.5 MS/m이고, 상대 투자율이 약 600 정도이다.
상기 제조된 혼합물을 quartz 플레이트상에 약 600 μm 두께의 시트 형태로 코팅하여 그린 구조체를 제조하고, 코일 형태의 유도 가열기로 전자기장을 상기 그린 구조체에 인가하였다. 전자기장은 약 350 A의 전류를 약 380 kHz의 주파수로 인가하여 형성하였으며, 전자기장은 약 3분 동안 인가하였다. 전자기장의 인가 후에 소결된 그린 구조체를 물에 담그고, sonication으로 세척하여 염을 제거함으로써, 두께가 약 600 μm 수준의 시트 형태의 금속폼을 제조하였다. 상기 제조된 시트의 기공도는 약 53%였다. 도 1은 상기 제조된 시트의 SEM 사진이다.
실시예 2.
니켈 금속 분말과 NaCl의 중량 비율을 1:1.5(니켈 금속 분말:NaCl)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 금속폼을 제조하였다. 제조된 시트의 기공도는 약 70% 정도였다. 도 2는 상기 제조된 시트의 SEM 사진이다.
실시예 3.
염으로서, 입경 분포가 약 50μm 내지 70 μm 범위 내의 Na2SiO3를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 금속폼 시트를 제조하였다. 제조된 시트의 기공도는 약 55%였다.
실시예 4.
염으로서, 입경 분포가 약 150μm 내지 200 μm 범위 내의 Na2CO3를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 금속폼 시트를 제조하였다. 제조된 시트의 기공도는 약 43%였다.
실시예 5.
염으로서, 입경 분포가 약 70μm 내지 100 μm 범위 내의 KCl을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 금속폼 시트를 제조하였다. 제조된 시트의 기공도는 약 62%였다.
실시예 6.
염으로서, 입경 분포가 약 25μm 내지 55 μm 범위 내의 NH4Cl을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 금속폼 시트를 제조하였다. 제조된 시트의 기공도는 약 58%였다.
실시예 7.
염으로서, 입경 분포가 약 70μm 내지 110 μm 범위 내의 CaCl2를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 금속폼 시트를 제조하였다. 제조된 시트의 기공도는 약 60%였다.
실시예 8.
염으로서, 입경 분포가 약 50μm 내지 70 μm 범위 내의 MgCl2를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 금속폼 시트를 제조하였다. 제조된 시트의 기공도는 약 42%였다.

Claims (15)

  1. 상대 투자율이 90 이상인 전도성 금속을 포함하는 금속 성분 및 염을 포함하는 그린 구조체를 소결하는 단계를 포함하는 금속폼의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 전도성 금속은 20℃에서의 전도도가 8 MS/m 이상인 금속폼의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 전도성 금속은, 니켈, 철 또는 코발트인 금속폼의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 그린 구조체는, 전도성 금속을 중량을 기준으로 30 중량% 이상 포함하는 금속폼의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 전도성 금속은 평균 입경이 10 μm 내지 100 μm의 범위 내에 있는 금속폼의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 염은, NaCl, KCl, K2CO3, KOH, NaOH, CsCl, CaCl2, MgBr2, MgCl2, Na2SiO3, Na2CO3, NaHCO3, NH4Br 또는 NH4Cl인 금속폼의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 염은, 입경이 30 μm 내지 250 μm의 범위 내인 금속폼의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 그린 구조체는, 금속 성분 100 중량부 대비 10 내지 1,000 중량부의 염을 포함하는 금속폼의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 그린 구조체는, 필름 또는 시트 형상인 금속폼의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 필름 또는 시트의 두께가 5,000 μm 이하인 금속폼의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 그린 구조체의 소결은 상기 구조체에 전자기장을 인가하여 수행하는 금속폼의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 전자기장은, 100A 내지 1,000A 범위 내의 전류를 인가하여 형성하는 금속폼의 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 전자기장은, 100kHz 내지 1,000kHz 범위 내의 주파수로 전류를 인가하여 형성하는 금속폼의 제조 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 전자기장은 1분 내지 10 시간의 범위 내의 시간 동안 인가하는 금속폼의 제조 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 소결 후에 염을 제거하는 단계를 추가로 수행하는 금속폼의 제조 방법.
PCT/KR2017/003613 2016-04-01 2017-04-03 금속폼의 제조 방법 WO2017171510A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/089,864 US11298745B2 (en) 2016-04-01 2017-04-03 Method for manufacturing metal foam
EP17775934.7A EP3437766B1 (en) 2016-04-01 2017-04-03 Method for producing metal foam
CN201780022411.2A CN108883470B (zh) 2016-04-01 2017-04-03 制造金属泡沫的方法
JP2018551124A JP2019510883A (ja) 2016-04-01 2017-04-03 金属フォームの製造方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0040361 2016-04-01
KR20160040361 2016-04-01
KR10-2017-0040971 2017-03-30
KR1020170040971A KR102040462B1 (ko) 2016-04-01 2017-03-30 금속폼의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017171510A1 true WO2017171510A1 (ko) 2017-10-05

Family

ID=59964917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/003613 WO2017171510A1 (ko) 2016-04-01 2017-04-03 금속폼의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017171510A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS637343A (ja) * 1986-06-27 1988-01-13 Showa Denko Kk 金属多孔質体の製造法
KR100367655B1 (ko) * 2000-02-10 2003-01-10 김성균 다공성 금속의 제조방법
JP2005290494A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 発泡焼結体の製造方法
JP2009102701A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Mitsubishi Materials Corp 多孔質チタン焼結体の製造方法および多孔質チタン焼結体の製造装置
KR20130052208A (ko) * 2011-11-11 2013-05-22 현대자동차주식회사 균일한 셀구조를 갖는 개방형 다공성 금속 제조방법 및 그 제조방법 제조된 개방형 다공성 금속

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS637343A (ja) * 1986-06-27 1988-01-13 Showa Denko Kk 金属多孔質体の製造法
KR100367655B1 (ko) * 2000-02-10 2003-01-10 김성균 다공성 금속의 제조방법
JP2005290494A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 発泡焼結体の製造方法
JP2009102701A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Mitsubishi Materials Corp 多孔質チタン焼結体の製造方法および多孔質チタン焼結体の製造装置
KR20130052208A (ko) * 2011-11-11 2013-05-22 현대자동차주식회사 균일한 셀구조를 갖는 개방형 다공성 금속 제조방법 및 그 제조방법 제조된 개방형 다공성 금속

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018101715A1 (ko) 금속폼의 제조 방법
KR102040462B1 (ko) 금속폼의 제조 방법
KR102056098B1 (ko) 금속폼의 제조 방법
WO2018101712A1 (ko) 금속폼의 제조 방법
WO2018212554A1 (ko) 금속폼의 제조 방법
WO2018101714A1 (ko) 금속폼의 제조 방법
WO2018212555A1 (ko) 히트파이프의 제조 방법
WO2019009672A1 (ko) 금속폼의 제조 방법
WO2019054799A1 (ko) 복합재
WO2019054818A1 (ko) 복합재
WO2018070796A1 (ko) 금속폼의 제조 방법
WO2019059731A1 (ko) 필름의 제조 방법
WO2017171510A1 (ko) 금속폼의 제조 방법
WO2018070795A1 (ko) 금속합금폼의 제조 방법
WO2017171511A1 (ko) 금속폼의 제조 방법
KR20200002456A (ko) 금속폼의 제조 방법
WO2019009668A1 (ko) 금속폼의 제조방법
KR102136551B1 (ko) 금속합금폼의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018551124

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017775934

Country of ref document: EP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17775934

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1