일반기술

니켈 코팅된 텅스텐 분말의 제조 방법

본 발명은 환원 분위기하에서 유기 니켈 화합물을 텅스텐 분말과 접촉시켜 텅스텐 분말 표면에 니켈을 코팅하는 방법에관한 것이다.텅스텐은 융점, 밀도 및 열전도도가 높으면서 열팽창계수와 증기압이 낮은 금속 원자이며, 따라서 전기, 전자 부품 소재로서 널리 활용되고 있다. 일반적으로 텅스텐 제품은 분말야금법을 이용하여 제조하는데, 이는 텅스텐의 융점이 높아 용해법으로 제조할 경우 많은 에너지를 필요로 하며 특히 구리와 같이 비중차가 상대적으로 크면서 서로 용해도가 없는 금속 원소를 첨가하여 복합재료를 제조하고자 할 경우 용해법으로는 상분리가 일어나기 때문이다.그러나 텅스텐은 고융점 (약 3410 ℃)이라는 특성 때문에 분말야금법을 이용한다 하더라도 다른 금속에 비해서 제품의 제조 공정 온도가 높아 많은 에너지를 요구한다. 예를 들어 텅스텐 분말을 성형하여 65% 이상의 비이론밀도 (= 소결체의밀도/이론밀도 X 100)를 갖게 하기 위해서는 1500 ℃이상에서 수시간 내지 수십 시간동안 소결을 실시하여야 한다. 따라서, 니켈, 팔라듐, 코발트 등의 전이금속을 미량의 텅스텐 분말에 도포(코틴)시켜 텅스텐 분말의 소결 온도를 낮추려는, 소위 활성소결법(activated sintering)을 도입하려는 노력이 있어 왔다 (문헌 [V. Vacck, Planseeber. Pulvermetall., 7 (1959) 6]; [G. H. Gessinger 등, J. Less-Common Metals, 27 (1972) 129]; 및 [R. M. German, Science of Sintering, 15 (1983) 27] 참조).텅스텐 분말의 활성소결성은 텅스텐 분말 표면에서 니켈의 분포가 균일할수록 보다 더 향상된다고 알려져 있다 (문헌 [I.H. Moon 등, J. Less-Common Met., 102 (1984) 219] 참조). 현재까지 알려진 바에 의하면, 텅스텐 분말 표면을 니켈로균일하게 코팅하는 방법으로, 무기 염인 염화 니켈 (NiCl2·6H2O) 을 알콜이나 물과 같은 극성 용매에 녹인 후 이를 텅스텐 분말과 슬러리 상태로 혼합하여 건조한 후 수소 분위기하에서 열분해하는 방법을 사용하고 있다 (문헌 [I. H. Moon 등, Int. J. Powder Technol., 11 (1975) 27] 참조). 그러나, 상기 무기 염 첨가방법은, 니켈을 텅스텐에 대해 0.06 중량%미만으로 미량 첨가하여 텅스텐 분말의 소결성을 향상시키고자 할 때 그 균질성에서 한계를 나타내어 텅스텐 분말의 소결성 향상을 제한하였다. 이는 니켈 염을 용매에 녹여 텅스텐 분말에 첨가할 경우 그 용매가 증발됨에 따라 니켈 염이 불균일하게 결정으로 석출되고 이로 인해 텅스텐 분말 표면에서 소량의 니켈이 균일하게 코팅되는 것을 어렵게 만들기 때문이다.본 발명은 유기 니켈 화합물을 출발물질로 사용하여 환원 분위기하에서 텅스텐 분말과 접촉시켜 니켈 코팅된 텅스텐 분말을 제조하는 방법을 제공한다.