소재강국 실현을 위한 FRONTIER. 재료 전문 종합연구기관.

분말/세라믹연구본부

분말/세라믹연구본부

실장 윤중열

연구실 소개

분말기술연구실은 다양한 기능을 갖는 구조 및 기능성 금속 및 세라믹계 분말소재의 제조공정기술을 개발하고, 나노분말에서 극미세, 마이크로분말에 이르기까지 분말소재의 고기능/고부가가치화를 위한 신공정 및 응용기술 개발을 통해 에너지, 환경, 기계공구 및 전자 산업 등의 국가기간산업에 분말소재기술을 적용하는 연구를 수행하고 있다.

055-280-3561

주요 실적

2014 분말야금기술 강습회 개최 (2014년 12월 4-5일, 산,학,연 관계자 80여명 참석)
분말기술 관련 국제 학술대회 (ISNNM 2014) 개최 (2014년 6월 29일 - 7월 4일, 폴란드)
전지용 아연 합금 분말 제조 관련 기술이전, ㈜한창산업
폐초경 스크랩 활용 초경분말 제조 관련 기술이전, ㈜위딘
정전분체 코팅방식을 이용한 저가형 금속다공체 제조 관련 기술이전, ㈜알란텀
분말기술분야 핵심논문 40건 및 산업재산권 41건 확보

주요 연구분야

분말소재의 입자, 표면, 기공 제어 기술
친환경/에너지용 구조 및 기능성 분말소재 기술
분말 실형상화를 위한 성형 및 고밀도화 기술
임계성능을 극복할 수 있는 분말 복합화 기술

연구개발 추진실적

고전도성 섬유소재 기술

[과제 소개]

  • 섬유소재를 알루미늄 전구체 용액에 담궈놓는 과정만으로 단위섬유 내부 깊숙한 곳까지 Al 나노구조체를 형성시켜 기존 진공증착 및 무전해도금 공정을 통해 제조된 전도성 섬유에 비해 낮은 공정 및 원료소재 비용으로 높은 기계적 내구성이 확보된 고전도성 섬유소재를 제조하는 방법이 본 기술의 핵심기술이라 할 수 있음.

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 전도성 섬유소재용 Al 전구체 (AlH3·NR3) 잉크 합성 기술 개발
  • Solution-Dipping 과정을 통한 고전도성 Al 섬유소재 제조 기술 개발
    • Al 전도성 섬유소재 제조공정 조건 : 상온 (온도), 2시간 (공정시간)
    • Al 전도성 섬유 전기적 특성 : 실; ≤ ~ 2.5 Ω(10 cm), 천; < 50 mΩ/sq
    • Al 전도성 PET 섬유 : 2차전지 양극집전체, 전기전도도 3.287×103 S/m
  • 전도성 섬유소재를 이용한 전기회로 구성
  • 관련 특허 및 논문
    • 등록 : 고분자 나노섬유, 알루미늄 박막, 탄소나노튜브 및 유황의 복합체를 이용한 리튬-황 이차전지용 전극 및 그 제조 방법 (제10-1477782호)
    • 국내 특허 출원 : 4건
    • 논문 : Long-term sustainable aluminum precursor solution for highly conductive thin films on rigid and flexible substrates (ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 15480; I.F. 5.9)
고전도성 PET 섬유(좌), 미세먼지 제거용 전도성 필터(중), Al이 코팅된 섬유 발열체(우)

에너제틱 금속분말소재 기술

[과제 소개]

  • 에너제틱 금속분말소재는 산소와 반응하여 높은 발열반응을 나타내는 알루미늄, 마그네슘등의 소재를 총칭하며 폭발적인 반응을 응용하는 동시에 취급안정성을 확보하기 위하여 본 과제에서는 분말 표면을 유기물 또는 무기물로 코팅기술을 확보하는 것이 본 기술의 핵심임.

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 고반응성 금속분말소재의 표면산화막 제거공정기술 연구
  • 고반응성 금속분말소재의 표면 금속 및 유기물 코팅기술 개발
    • Al분말 표면 Ni코팅기술 개발 (Ni나노입자의 치환공정)
    • Al분말 표면 테프론 코팅기술 개발
  • 고반응성 금속분말소재의 점화, 연소특성 및 응용기술 개발
  • 관련 특허 및 논문
    • 국내특허 2건 출원
    • 논문 : Flash-ignitable nanoenergetic materials with tunable underwater explosion reactivity : The role of sea urchin-like carbon nanotubes (Impact Factor : 3.599), Combustion and Flame, 2014.
고반응성 금속분말 코팅 및 산화반응, 연소특성

전지용 아연합금분말 제조기술 개발

[과제 소개]

  • 전지는 모바일기기 및 전자산업의 발전을 뒷받침하는 풍부한 에너지원으로서 해당 산업의 발전에 따라 그 성장 가능성이 높아 전지용 아연분말의 국내 수요량은 년간 1,000ton이나, 전량 독일과 일본에서 수입에 의존하고 있어 본 기술의 개발을 통해 수입대체 및 세계시장에 진출하고자 함.

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • Pilot Plant 용 원심분사 아토마이저 장치 설계 및 제조 기술 개발
  • 아연 합금분말 제조관련 아토마이저 공정기술 개발
  • 건전지용 아연합금분말 시제품 제조 및 특허 출원(10-2014-0120879)
개발된 원심분무기(100kg/hour)와 아연합금분말의 외형 사진

향후 연구계획

  • 극미세 금속분말 제조 및 부품화 기술
  • 3D 프린팅용 금속분말소재 기술
  • 건식/습식 분말합성기술을 이용한 폐기물 재자원화 기술
  • 스마트 센싱용 나노섬유기반 지능형 소재기술
  • 환경 에너지용 금속다공체 제조 기술
  • 에너제틱 금속 분말 소재 제조 및 응용 기술