소재강국 실현을 위한 FRONTIER. 재료 전문 종합연구기관.

분말/세라믹연구본부

분말/세라믹연구본부

실장 이정구

연구실 소개

나노기능분말 연구실은 나노 및 전자기 분말소재, 기능성 에너지 소재, 다기능성 융복합 분말소재 등의 제조 및 응용 공정 개발연구를 수행하고 있다. 이러한 연구를 기반으로 신기능성 전자기부품, 친환경 에너지변환소자, 고성능 자석, 환경정화 및 바이오 등의 응용분야와 관련된 연구인프라 구축 및 연구역량을 강화하고 있다.

055-280-3606

주요 실적

‘이붕소마그네슘 초전도 선재의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 이붕소마그네슘 초전도 선재’
(국제특허등록: US 8,709,979)를 비롯한 국내외 특허등록 10건
‘삼중 코어쉘 나노입자의 제조 및 이를 포함하는 태양전지’ 등 국내외 특허출원 8건
논문실적: SCI(E) 24 편, 비 SCI 6편

주요 연구분야

나노 및 전자기 분말 합성 및 응용기술
기능성 에너지소재 합성 및 응용기술
대체/저감형 희소금속 소재 기술
광기능성 분말 합성 및 응용기술
방열 융복합소재 합성 및 응용기술

연구개발 추진실적

디스플레이용 반도체 나노입자의 광소자 응용 기술 개발

[과제 소개]

  • LED, 태양 전지 등 광학/에너지 소재에 적용하기 위한 양자점 나노입자의 형상을 제어하고, 광기능성 고분자와 결합하여 광기능성을 향상시키는 기술

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • CdSe 나노입자 합성 및 유기태양전지 광활성층 응용기술: 유기태양전지 응용 (효율5.1%-->6.1%)
  • ZnO 나노입자 합성 및 균일 분산 기술: 유기태양전지 응용 (효율7.4%-->9.0%)
  • 전도성 섬유소재를 이용한 전기회로 구성
  • 국내 특허 1건 출원 및 1건 등록, SCI 논문 1건
반도체 나노입자의 형상제어 및 입자 분산 유기태양전지의 광전변환특성

결정배향형 무연 압전 세라믹스 개발

[과제 소개]

  • 무연 압전 세라믹스의 성능 향상을 위한 결정배향형 무연 압전 세라믹스 신소재 및 신공정 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • BNKT계 무연압전 세라믹스의 결정배향용 Bi4.5Na0.5Ti4O15, Bi0.5Na0.5TiO3 template 개발
  • 판상의 template 형성 기구 규명
  • screen printing 공정을 이용한 무연 압전 세라믹스 결정배향 성형
Bi4.5Na0.5Ti4O15 template
Bi0.5Na0.5TiO3 template

이송식 열플라즈마법에 의한 기능성 나노분말 제조 및 공정기술 개발

[과제 소개]

  • 직류방식의 이송식 열플라즈마 공정에 의한 다양한 형태의 모재 및 관련 전자폐기물을 재활용하여 고부가가치 나노분말 제조 및 응용기술 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 반도체 나노분말 제조 및 특성제어 기술
  • 저온 자기냉각용 나노분말 제조 및 평가기술 개발
  • 기술료 계약 1건, 국내 특허출원 2건(제 10-2014-0085485호, 제10-2014-0151314호)
DC 이송식 열플라즈마에 의한 실리콘 나노분말
DC 이송식 열플라즈에 의한 TbN 나노분말

중희토류 저감/대체 영구자석 제조기술

[과제 소개]

  • 기존의 Nd계 영구자석에서 고보자력화를 위해 첨가하는 Dy의 함량을 제로화하기 위해, 자성분말의 결정립을 나노크기로 이방성 제어하여 분말상태에서의 임계 자기특성을 구현하고, 계면조직 정밀제어에 의한 벌크화 기술을 통해 향후 미래 수요 산업에서 요구되는 Dy-free형 고보자력 Nd계 영구자석 소재의 제조 기반을 구축하는 소재원천기술 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • Dy-free 고특성 자성분말 제조 기술 개발
  • 나노결정립 계면 정밀 제어를 통한 자기특성 극대화 기술 개발
  • 저온변형 치밀화 공정을 통한 벌크자석 제조기술
  • 국내 특허 3건 출원, 해외 특허 2건 출원, 국내 특허 등록 2건
조성 및 가스반응 정밀제어를 통한 고이방성/고보자력 중희토류-free 희토류 자성분말 제조

다공질 분말 합성 및 에너지 저장장치 응용 기술 개발

[과제 소개]

  • 기존의 에어로졸 기술에 의한 다공질 분말 합성 기술을 대체하기 위한 에멀젼을 제한 공한으로 활용한 계층적 기공 구조의 다공질 입자를 합성하여 이에 탄소 및 붕소로 표면처리하여 이차전지 음극소재로 응용

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 에멀젼 자기조립 기술에 의한 계층적 기공 구조의 다공질 분말 합성 및 표면처리 기술 개발
  • 다공질 분말의 표면 개질을 통한 기능화 기술 개발
  • 국내 특허 출원 1건, SCI 논문 1건
(a) 계층적 기공 구조를 포함하는 다공질 복합입자의 제조 공정 및 (b) Li 이차전지 음극 응용시 충방전 특성

고효율 센싱 및 광전변환용 광기능성 입자 개발

[과제 소개]

  • 광학기반 센서 및 태양전지 등의 광학/에너지 소자에 적용하기 위한 광활성 유무기하이브리드 나노입자 및 코어셀 입자의 구조 설계, 합성 및 소자 적용을 위한 원천 기술 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 광흡수대역이 확장 (가시광선 전영역) 코어셀 금속 나노 입자 합성 및 이를 도입한 유기태양전지소자 광전변환효율 증대 (~8.6%)
  • sub ppb (0.05 ppb) 수준의 고감지능 갖는 라만센서 입자구조 설계 및 개발
  • 논문 2건 발표 및 국내 특허 출원 2건, 등록 2건
코어셀 구조의 광기능성 증강입자를 이용한 광센싱, 광전변환용 소자의 성능향상

향후 연구계획

  • 고특성 비희토류 영구자석소재 및 공정기술 개발
  • 희토류소재 재활용을 위한 신공정 개발
  • 유무기 하이브리드형 친환경 나노 입자 합성 기술 개발
  • 반도체 및 자기냉각용 첨단 나노분말 제조 및 공정기술 개발
  • 다공질 분말의 대량 합성 기술 확보 및 열/에너지 소자 응용기술 개발
  • 입자 기반 열관리 소재 합성 및 응용기술 개발