일반기술

금속/금속합금 첨가제를 이용한 고품질, 고밀도의 박막필름 제조기술

본 기술은 고형상의 전기화학소자 기판화합물과 이 기판화합물상에 전극/멤브레인/전해질 박막을 형성하기 위한 박막 필름 제조공정으로서, 더욱 상세하게는 5 ∼ 20마이크론 두께의 조밀화된 전해질/멤브레인 필름을 형성하기 위해 소자 기판을 굽거나, 5 ∼ 20마이크론 두께의 전해질/멤브레인 필름을 강압소결하여 사전소결된 기판상에 박막 필름을 형성할 수 있는 제조기술이다. 본 기술은 다공성 금속, 합금, 또는 변이금속인 Cr, Fe, Cu and Ag 합금중 하나 이상과 결합하는 니켈이 포함되지 않은 서멧(cermet)으로 이루어진다. 본 기술에서는 전도성 금속산화물에 상응하는 금속분말이 전도성 산화물질과 혼합되어 콜로이달 에어로졸 스프레이, 전기영동(electrophoretic) 침전방법등에 의해 기판에 코팅된다. 소결하는 동안에 산소가 로(furnace)내로 흘러나오고 멤브레인의 금속성 물질이 산화 및 팽창하여 필름내의 공극을 폐색시키고, 열에 반응한 산화 미립자는 표면적을 감소시켜 고밀화한다.본 기술은 두꺼운 필름을 제조하여 다공성 기판에 코팅하기 때문에 졸-걸공법보다 나은 잇점을 가지며, 플라즈마 스프레이 침전방법과 같이 박막 필름을 제조할 수 있다. 또한, 단일공정에서 고품질 및 내가스성을 갖는 고밀도 필름의 생산이 가능하며, 넓은 범위의 필름을 비수축 기판상에 구워 소결하는 동안에 필름의 면적변화가 거의없다. 공소결이 필요없기 때문에 기판과 필름의 윤곽소결이 일치될 필요가 없다. 또한, 본 기술은 소결중에 발생하는 팽창과 수축 효과가 서로 상쇄됨으로써 필름 수축이 전혀 발생하지 않는다.