일반기술

고기능성 초미립 W/Cu계 복합 소재 제조 기술

◦ W/Cu복합 재료는 내열성이 우수하고, 열, 전기 전도도가 높으므로 주로 고전압용 접점 및 전극용 소재로써 이용되고 있으며, 최근 우주 항공 및 군수용 전략 소재 및 고 출력 IC의 Heat sink재료 및 전자 차폐용 재료등으로 사용되어지고 있다. 그러나, W/Cu 합금은 두 상간의 큰 융점 차이 및 비 고용 특성 때문에 일반 소결 공정으로는 균일한 미세 조직 및 완전 치밀화를 얻기 어렵다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위한 방안은 출발 분말 상태에서 이미 W, Cu 혼합 분말의 미세화와 혼합도를 극대화 함으로써 제 3원소의(소결 활성제)의 첨가 없이 저온에서 완전 치밀화에 도달 할 수 있게 하는 것이다. 본 기술은 수용성 염을 사용하여 수용성의 W과 Cu금속 염을 초기 원료로 이용하여 화학적방법으로 극미세 W-Cu계 산화물 혼합분말을 제조한 후, 밀링, 환원, 성형, 소결하여 소결활성제의 첨가 없이 평균 W입자 크기 1.0㎛이하의 미세구조를 가지는 고밀도(이론밀도 98.5%이상) W/Cu 2원계 벌크 재료를 제조하였다.◦ 초기 원료로서 구성 원소의 금속이나 세라믹 분말을 밀링으로 혼합하여 사용하는 기존의 제조공정과 달리, 초기 원료를 금속염의 용액을 이용함으로서 장시간의 밀링공정 없이 W성분과 Cu성분의 분자, 원자 상태의 균일한 혼합이 가능하고 활성이 큰 중간 생성물 및 고순도의 나노구조 복합 분말을 제조할 수 있어, 저온에서도 이론밀도를 갖는 고균질의 벌크소재를 얻을 수 있는 장점이 있을 뿐 만 아니라, 나노 구조 복합 분말을 이용하므로서 벌크 재료의 미세 조직 제어가 용이한 장점을 가지고 있다.◦ 또한 구성 원소 성분인 W과 Cu 분말의 미세화와 혼합도를 극대화함으로서 W/Cu 재료의 열/전기/기계적 특성을 떨어뜨리는 제3의 원소(소결 활성제)의 첨가 없이 저온에서 완전 치밀화(～100% 상대 밀도)에 도달할 수 있는 새로운 제조 공정이다.