소재강국 실현을 위한 FRONTIER. 재료 전문 종합연구기관.

분말/세라믹연구본부

분말/세라믹연구본부

실장 양상선

연구실 소개

금속분말연구실은 나노 분말에서부터 극미세분말, 마이크로 분말에 이르기까지 분말 재료의 제조 및 응용과 관련하여 다양한 기능을 가지는 구조 및 기능성 금속 분말소재의 제조공정 기술을 개발하고 개발된 분말소재의 고기능/고부가가치화를 위한 신공정 및 응용 개발을 통해 에너지, 환경, 기계공구 및 전자 산업 등의 국가기간산업에 적용하기 위한 연구를 수행하고 있다.

055-280-3517

주요 실적

“구형 금속불말 제조 방법”을 비롯한 기술료 징수 6건 (징수액 : 182.6백만원)
“불소계 탄화수소 고분자층이 코팅된 알루미늄 분말 및 이의 제조방법”을 비롯한 국내외 특허출원 10건
“메타계면을 포함하는 Bi-Te계 고성능 열전복합재료 및 이의 제조방법”을 비롯한 국내외 특허 등록 4건
“Nanotransplantation printing of crystallographic-orientation-controlled single-crystalline nanowire arrays on diverse surfaces, ACS Nano”, “Improved energetic-behaviors of spontaneously surface-mediated Al particles, Scientific Reports”을 비롯한 SCI(E) 17건, 비 SCI 11건
2017 분말야금기술 강습회 개최 (2017년 11월 22-24일, 산,학,연 관계자 100여명 참석)

주요 연구분야

분말소재의 입자, 표면, 기공 제어 기술
친환경/에너지용 구조 및 기능성 분말소재 기술
분말 실형상화를 위한 성형 및 고밀도화 기술
3D 프린팅용 금속 분말 제조 기술
중합금 소재의 나노 고기능화 및 재자원화 기술

향후 연구계획

  • 맞춤형 3D 프린팅 KIMS 금속분말 소재 확보 및 레이저 열원 기반 공정 개발
  • 국방용 고반응성 Al소재 3D프린팅 과제 발굴
  • 고효율/고성능 전력변환장치용 금속 자성 분말 소재 및 부품화 기술 개발
  • 중합금 소재의 나노 고기능화 및 재자원화 기술을 응용한 업사이클링 기술 개발
  • 에너지 변환 열전 소재의 대량 합성 및 소재화 기술 확보를 통한 상용화

연구개발 추진실적

유연 및 웨어러블 전자소자용 고전도성 알루미늄 전극소재 기술

[과제 소개]

  • 고가 및 가격 변동이 심한 금, 은 등의 귀금속 잉크를 경제적인 알루미늄 잉크 소재로 대체하기 위해 알루미늄(Al) 전구체 잉크를 개발하고 이에 파생되는 제품을 최초 상용화에 성공함.

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • Al 전구체 잉크 및 고전도성 Al 유연 전극소재 구현 원천 기술 개발
  • Al 잉크 및 전도성 필름 / 섬유 전극 생산 시스템 산업화 기술개발
  • 연구원 창업 : ㈜알링크, 2016년 매출 8천만원, 2017년 3억원 예상
알루미늄 전구체 잉크/분말 원료소재(좌) 및 Al 코팅 전극 소재 시연(우)

고효율/고성능 전력변환장치용 구형 연자성 분말 제조 및 부품화 기술 개발

[과제 소개]

  • 에너지 위기와 환경 문제로 인해 전력변환장치의 효율 향상이 요구됨에 따라, 전력변환 효율을 극대화할 수 있는 핵심 소재인 구형 연자성 분말 제조 기술을 개발하고 이를 이용한 부품 제조 기반 기술을 개발함.

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • Fe계 구형 비정질 연자성 분말 소재 기술 국내 독자 기술 확보
  • 개량 가스 분사 신공정 개발을 통한 13 ㎛급 초미세 연자성 분말 제조 기술 개발
  • 구형 비정질 연자성 분말 소재의 압축 성형에 기반한 부품화 기술 개발
구형 비정질 연자성 분말(좌)과 입도 분석 결과(가운데), 인덕터용 코어(우)

초정밀부품금형의 고품위 표면가공용 초경 및 PCD 공구 개발

[과제 소개]

  • 공구용 초경 소재의 나노화를 통한 물성 제어 기술 개발
  • 폐 초경 스크랩의 재활용 회수 및 소재 물성 향상을 통한 상업화 기술 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 초경분말 입자 제어 및 소재화 기술확보 : 100nm급 초경 분말 세계 최초 양산 기술 확보
    - 세계 최고의 초경 소재 물성 구현
  • 초경 가공 스크랩의 재활용을 통한 초경 원료 소재 확보
  • 초경 스크랩 재활용 기술의 고부가가치화 달성 : 세계 정상급 소재 구현
  • 관련 논문 및 특허 : 국내 특허 등록 1건
    - 국내 특허 등록: 폐 초경합금으로부터 텅스텐 화합물의 회수방법 (대한민국 : 1800784)
나노 초경 분말
폐초경 활용한 초경환봉
고정도 볼/평 엔드밀

연구개발 성공사례

고효율 미세먼지 제거용 알루미늄 코팅 전도성 부직포 필터소재 기술 개발

[과제 정보]

  • 연구책임자 : 이혜문 박사
  • 전화 : 055)280-3693
  • E-mail : 이메일 확인
  • 연구기간/비용 : 14. 09. 03 ~ 19. 02. 28 / 520,470천원
  • 참여기관 : 철도기술연구원

[기술의 핵심]

  • 알루미늄 코팅된 전도성 부직포 필터를 제작, 기존 미세먼지 제거용 HEPA 필터 대비 1/10 수준의 압력 손실과 동등한 수준의 미세먼지 제거 효율 확보

[기술 개발 내용 및 특징]

  • 알루미늄 코팅 전도성 부직포 필터의 공기청정기 활용기반 기술 마련
  • 전도성 부직포 필터 생산 시스템 및 Al 전구체 잉크 생산 시스템 개발
  • 미세먼지 제거용 전도성 필터 소재 및 공기청정기 활용 기술 개발
Al 전구체 잉크 생산 시스템(좌), 전도성 섬유 생산시스템(중), 전도성 부직포 필터 및 공기청정기 시제품 모듈(우)

[상용화 실적 및 산재권/논문실적]

  • 국내특허 등록 : 2건(10-1603645 외 1건)
  • 국외 논문 게재 : 3건
  • 2016 출연연 우수연구성과 10선 선정 : 미래부장관상 수상(2017년 4월)
  • 연구원 창업 : ㈜알링크

[기술효과 및 활용분야]

  • 공기청정기 업체와의 협력을 통한 전도성 필터의 미세먼지 제거 공기 청정기 적용
  • 건물 공기조화 설비 내 미세먼지 제거 환기 시스템 필터소재 활용기술 개발
  • 산업용 공기청정 시스템 미세먼지 제거 필터모듈 기술 개발