[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20110122276A - Fe-cr-al base alloy porous structure and method of manufacturing by the same - Google Patents

Fe-cr-al base alloy porous structure and method of manufacturing by the same Download PDF

Info

Publication number
KR20110122276A
KR20110122276A KR1020100041674A KR20100041674A KR20110122276A KR 20110122276 A KR20110122276 A KR 20110122276A KR 1020100041674 A KR1020100041674 A KR 1020100041674A KR 20100041674 A KR20100041674 A KR 20100041674A KR 20110122276 A KR20110122276 A KR 20110122276A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
porous body
based alloy
preform
alloy
alloy porous
Prior art date
Application number
KR1020100041674A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101296924B1 (en
Inventor
김병기
김지순
김진천
공영민
김선정
류호진
정연석
윤중열
Original Assignee
울산대학교 산학협력단
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산대학교 산학협력단, 한국기계연구원 filed Critical 울산대학교 산학협력단
Priority to KR1020100041674A priority Critical patent/KR101296924B1/en
Publication of KR20110122276A publication Critical patent/KR20110122276A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101296924B1 publication Critical patent/KR101296924B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/11Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1103Making porous workpieces or articles with particular physical characteristics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/04Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field
    • B05D1/06Applying particulate materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/11Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1121Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/14Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes using electric discharge

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

PURPOSE: A porous Fe-Cr-Al based alloy structure and a method for manufacturing the same are provided to achieve uniform pore size of a porous metal structure because the porous metal structure does not include nickel alloy. CONSTITUTION: A method for manufacturing a porous Fe-Cr-Al based alloy structure is as follows. A preform(10) having pores set according to the pore size of a porous Fe-Cr-Al based alloy structure is prepared. Colloids including Fe-Cr-Al based alloy power having an average grain size of 0.08~0.13μm are spread on the preform with an atomizing method. The preform on which a coating layer(12) is formed is sintered to form a porous metal structure with an oxidized weight increase of 5~20%.

Description

Fe-Cr-Al계 합금 다공체 및 그 제조방법{Fe-Cr-Al base alloy porous structure and method of manufacturing by the same}Fe-Cr-Al-based alloy porous body and method of manufacturing the same {Fe-Cr-Al base alloy porous structure and method of manufacturing by the same}

본 발명은 Fe-Cr-Al계 합금 다공체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전분무법에 의해 도포된 극미세한 Fe-Cr-Al계 합금분말을 소결하여 이루어진 Fe-Cr-Al계 합금 다공체 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a Fe-Cr-Al-based alloy porous body and a method for manufacturing the same, and more particularly, to Fe-Cr-Al-based alloy formed by sintering an extremely fine Fe-Cr-Al-based alloy powder coated by electrospray method It relates to a porous body and a method of manufacturing the same.

금속 다공체는 태양전지 및 연료전지의 전극, 환경오염 정화용 필터, 촉매담체, 고효율 열교환 매체 등과 같이 환경 및 에너지 산업의 핵심소재로 사용될 수 있다. 또한, 그린 카(green car), 초청정 선박, 온실가스 대응산업, 대형 수소발전, 분산전원발전, 고효율 석유대체 연료 생산 등의 환경 및 에너지 기술의 핵심부품으로 급격하게 사용이 증가될 것으로 예상된다. The metal porous body may be used as a core material of the environment and energy industry, such as electrodes of solar cells and fuel cells, filters for environmental pollution purification, catalyst carriers, high efficiency heat exchange media, and the like. It is also expected to increase rapidly as a key component of environmental and energy technologies such as green car, ultra clean ship, greenhouse gas response industry, large hydrogen power generation, distributed power generation, and high efficiency petroleum substitute fuel production. .

종래에는 이러한 금속 다공체가 아닌 세라믹 다공체가 주로 사용되어 왔다. 그러나 세라믹 다공체는 세라믹 재료가 가지는 고온안전성에도 불구하고 내열충격성이 낮고, 공정이 복잡하다. 또한, 고온 소결이 필요하며 가격이 고가인 점이 문제점으로 대두되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 최근에는 세라믹 다공체 대신에 상기한 금속 다공체로 대체되고 있으며, 또한 금속 특성을 활용한 새로운 영역으로서 그 응용분야가 확대될 것으로 기대된다. 특히, 고기능 금속 다공체 폼(foam)은 스폰지 형태의 3차원 망목구조를 구현할 수 있어서 입자상물질의 내부포집이 가능하고 배압이 적다는 장점이 있어, 그 활용성이 높아지고 있다. Conventionally, ceramic porous bodies other than such metal porous bodies have been mainly used. However, despite the high temperature safety of the ceramic material, the ceramic porous body has a low thermal shock resistance and a complicated process. In addition, high temperature sintering is required and the price is a problem has emerged as a problem. In order to solve this problem, it is recently replaced by the above-mentioned metal porous body instead of the ceramic porous body, and it is expected that its application field will be expanded as a new area utilizing the metal properties. In particular, the high-performance metal porous foam (foam) can implement a three-dimensional network structure of the sponge form has the advantage that the internal trapping of particulate matter and low back pressure, the utilization thereof is increasing.

특히, 디젤 자동차류의 포집용 필터에서는, 입자상물질을 내부에 포집하고, 일정량이 포집되면 그 입자상물질을 연소시키는 재생(regeneration)과정에서, 1000도 이상의 고온으로 올라가는 경우가 발생한다. 그런데 종래의 니켈기 합금을 이용한 금속 다공체 폼을 입자상물질의 포집용 필터로 사용할 경우, 니켈기 합금이 상기한 고온에서 산화저항성이 높지 않으므로, 이러한 니켈기를 포함한 금속 다공체 필터의 수명이 짧아지는 단점이 있다. 또한, 니켈기 합금의 경우에는 폴리우레탄 다공체 폼에 니켈 프라이머를 증착시키고, 그 위에 합금기 분말을 코팅하는 합금화 반응을 거치므로 공정상으로도 복잡하다. In particular, in the collection filter for diesel vehicles, the particulate matter is collected inside, and when a certain amount is collected, the temperature rises to a high temperature of 1000 degrees or more in a regeneration process of burning the particulate matter. However, when a conventional porous metal foam using a nickel-based alloy is used as a filter for collecting particulate matter, since the nickel-based alloy does not have high oxidation resistance at the above-mentioned high temperature, the disadvantage of shortening the lifespan of the porous metal filter including such a nickel group is shortened. have. In the case of the nickel-based alloy, the nickel primer is deposited on the porous polyurethane foam, and an alloying reaction is performed to coat the alloy-based powder thereon.

한편, Fe-Cr-Al계 합금은 내산화성이 우수하여 1000도 이상의 고온에서도 내구성이 뛰어나다. 따라서 이 Fe-Cr-Al계 합금을 입자상물질의 포집용 필터로 사용한다면, 재생과정에서 발생하는 1000도 이상의 고온에서도 뛰어난 내산화성을 발휘하게 되어 내구성이 증진될 수 있다. 그러나 종래의 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 제조방법에서는, 니켈기 합금과 같은 재질로 이루어진 프라이머층이 필수적으로 요구되었다. 이에 따라 Fe-Cr-Al계 합금 다공체에 니켈기 합금이 포함되지 않도록 제어하는 것이 필요하다.On the other hand, Fe-Cr-Al-based alloys are excellent in oxidation resistance and excellent in durability even at high temperatures of 1000 degrees or more. Therefore, if the Fe-Cr-Al-based alloy is used as a filter for collecting particulate matter, it exhibits excellent oxidation resistance even at a high temperature of 1000 degrees or more generated during the regeneration process, thereby improving durability. However, in the conventional method for producing a Fe-Cr-Al alloy porous body, a primer layer made of a material such as a nickel-based alloy is essentially required. Accordingly, it is necessary to control the Fe-Cr-Al alloy porous body so that the nickel-based alloy is not contained.

이러한 니켈기 합금을 포함하지 않는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체를 제조하기 위해서, 종래에는 평균입경이 수십 ㎛의 크기를 갖는 금속분말을 사용하였다. 그러나 수십 ㎛ 크기의 분말을 이용하여 다공체를 제조하면, 기공크기가 불균일하고 기공이 막히는 현상이 발생할 수 있다. 나아가, 종래의 다공체는 기공의 크기가 약 200㎛ 이하인 미세한 기공을 형성하기가 어렵다. In order to manufacture a Fe-Cr-Al alloy porous body containing no such nickel-based alloy, a metal powder having a size of several tens of micrometers in average particle diameter was conventionally used. However, when the porous body is manufactured using a powder having a size of several tens of micrometers, the pore size may be nonuniform and pore clogging may occur. In addition, the conventional porous body is difficult to form fine pores having a pore size of about 200㎛ or less.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기공크기를 균일하게 하여 기공이 막히는 것을 방지하고, 약 200㎛ 이하의 미세한 기공을 형성할 수 있으며, 니켈기 합금을 포함하지 않는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to uniform pore size to prevent pores from clogging, to form fine pores of about 200㎛ or less, the Fe-Cr-Al alloy porous body containing no nickel-based alloy And to provide a method for producing the same.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 Fe-Cr-Al계 합금 다공체는, 중량 %로 Fe; 55~85%, Al; 3~15%, Cr; 10~30%이고, 나머지 부가원소가 1% 미만으로 첨가되어 이루어진 Fe-Cr-Al계 합금 다공체에 있어서, 상기 합금 다공체는 입도가 0.05~0.3㎛이고 평균입도가 0.08~0.13㎛인 극미세한 Fe-Cr-Al계 합금분말을 콜로이드 상태로 도포된 도포층을 소결하여 이루어지고, 산화중량증가율이 5%보다 크고 15% 이하이다. 이때, 상기 Fe-Cr-Al계 합금 다공체는 니켈기 합금을 포함하지 않을 수 있다. 또한, 상기 Fe-Cr-Al계 합금 다공체는 스폰지 형태의 망목구조를 가질 수 있다.Fe-Cr-Al-based alloy porous body of the present invention for achieving the above object, Fe by weight; 55-85%, Al; 3-15%, Cr; In the Fe-Cr-Al alloy porous body, which is 10 to 30% and the remaining additional elements are added in less than 1%, the alloy porous body has a fine Fe having a particle size of 0.05 to 0.3 μm and an average particle size of 0.08 to 0.13 μm. It is made by sintering the coating layer coated with -Cr-Al alloy powder in the colloidal state, and the oxidation weight increase rate is greater than 5% and not more than 15%. In this case, the Fe-Cr-Al-based alloy porous body may not include a nickel-based alloy. In addition, the Fe-Cr-Al-based alloy porous body may have a mesh-like structure of sponge.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 상기 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 제조방법은, Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 기공의 크기에 따라 설정된 기공을 가진 프리폼을 제조하는 단계와, 입도가 0.05~0.3㎛이고 평균입도가 0.08~0.13㎛인 Fe-Cr-Al계 합금 분말이 포함된 콜로이드를 상기 프리폼 위에 도포하여 도포층을 형성하는 단계 및 상기 도포층이 형성된 상기 프리폼을 소결하여 산화중량증가율이 5%보다 크고 15% 이하인 Fe-Cr-Al계 합금 다공체를 형성하는 단계를 포함한다.The method for producing the Fe-Cr-Al-based alloy porous body for achieving the another technical problem is to prepare a preform having pores set according to the pore size of the Fe-Cr-Al-based alloy porous body, the particle size is 0.05 Applying a colloid containing Fe-Cr-Al alloy powder having a particle size of ˜0.3 μm and an average particle size of 0.08 to 0.13 μm on the preform to form a coating layer, and sintering the preform on which the coating layer is formed to increase the oxidative weight increase rate. Forming a Fe—Cr—Al alloy porous body that is greater than 5% and less than or equal to 15%.

본 발명에 있어서, 상기 Fe-Cr-Al계 합금 분말은 액중 전기폭발법에 의해 제조될 수 있으며, 상기 도포층은 정전분무법에 의해 형성할 수 있다.In the present invention, the Fe-Cr-Al-based alloy powder may be prepared by an electrolytic explosion in the liquid, the coating layer may be formed by the electrostatic spraying method.

또한, 상기 프리폼은 가해지는 온도와 압력의 조건에서 상기 프리폼 전체에 걸쳐 일정한 비율로 수축되는 재질일 수 있으며, 상기 프리폼은 폴리우레탄인 것이 바람직하다.In addition, the preform may be a material that shrinks at a constant rate throughout the preform under conditions of applied temperature and pressure, and the preform is preferably polyurethane.

본 발명의 Fe-Cr-Al계 합금 다공체 및 그 제조방법에 의하면, 극미세한 Fe-Cr-Al계 합금 분말을 사용하여 니켈기 합금을 포함하지 않는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체를 제조함으로써, 기공크기를 균일하게 하여 기공이 막히는 것을 방지하고, 약 200㎛ 이하의 미세한 기공을 형성하는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체를 제공할 수 있다.According to the Fe-Cr-Al-based alloy porous body of the present invention and a method for producing the same, by producing a Fe-Cr-Al-based alloy porous body containing no nickel-based alloy using an extremely fine Fe-Cr-Al-based alloy powder, It is possible to provide a Fe-Cr-Al-based alloy porous body in which the pore size is uniform to prevent the pores from being blocked and to form fine pores of about 200 μm or less.

도 1은 본 발명에 따른 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 제조 방법을 설명하기 위한 부분단면도들이다.1 is a partial cross-sectional view for explaining a method for producing a Fe-Cr-Al-based alloy porous body according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들은 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below may be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

본 발명의 실시예는 극미세한 Fe-Cr-Al계 합금분말을 사용하여, 기공크기를 균일하게 제어함으로써, 기공이 막히는 것을 방지하고 약 200㎛ 이하의 미세한 기공을 형성할 수 있으며, 니켈기 합금을 포함하지 않는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체를 제시한다. 여기서, 극미세한 Fe-Cr-Al계 합금분말은 입도가 약 0.05~0.3㎛으로 평균입도가 약 0.1㎛의 크기를 가지는 분말을 말한다. 하지만, 본 발명의 범주 내에서 상기 입도와 평균입도는 달라질 수 있을 것이다. 이에 따라, 본 발명의 극미세한 합금분말은 입도가 0.05~0.3㎛으로 평균입도가 0.08~0.13㎛로 정할 수 있다.In the embodiment of the present invention, by using a very fine Fe-Cr-Al-based alloy powder, by controlling the pore size uniformly, it is possible to prevent the pores are blocked and to form fine pores of about 200㎛ or less, nickel-based alloy It provides a Fe-Cr-Al-based alloy porous body containing no. Here, the very fine Fe-Cr-Al-based alloy powder refers to a powder having a particle size of about 0.05 ~ 0.3㎛, the average particle size of about 0.1㎛. However, the particle size and average particle size may vary within the scope of the present invention. Accordingly, the ultrafine alloy powder of the present invention can be determined to have a particle size of 0.05 to 0.3 µm and an average particle size of 0.08 to 0.13 µm.

<Fe-Cr-Al계 합금> <Fe-Cr-Al alloys>

Fe-Cr-Al계 합금은 다음과 같은 조성을 가지며, 여기서는 각각의 조성에 따른 수치한정의 이유를 함께 설명하기로 한다. 이때, %는 중량%를 나타낸다.The Fe-Cr-Al alloy has the following composition, and the reason for numerical limitation according to each composition will be described together. At this time,% represents weight%.

(1) 철(Fe): 55-85%(1) iron (Fe): 55-85%

Fe의 함량이 85%보다 많으면 내열성, 내식성, 열변형성이 나빠지며, 55%보다 적으면 강도 특성이 떨어져 금속 다공체 폼을 만들기가 어렵다.If the Fe content is more than 85%, the heat resistance, corrosion resistance, heat deformation is worse, if less than 55% the strength characteristics are difficult to make the porous metal foam.

(2) 알루미늄(Al): 3-15%(2) aluminum (Al): 3-15%

Al의 함량이 15%보다 많으면 Fe-Cr-Al계 합금의 가공성이 나빠지며, 3%보다 적으면 내열성과 내식성의 향상을 보기 어렵다.If the Al content is more than 15%, the workability of the Fe-Cr-Al alloy is worsened. If the Al content is less than 3%, it is difficult to improve the heat resistance and the corrosion resistance.

(3) 크롬(Cr): 10-30%(3) Chromium (Cr): 10-30%

Cr의 함량이 10%보다 적으면 고온에서 상대적으로 높은 열팽창계수와 열변형 특성을 나타내기 때문에 고온용 DPF필터 재질로 사용하기에 부적절하다. 또한, Cr 함량이 30 %보다 많으면 급격한 가공성의 저하가 나타나므로 사용하기에 어렵다.If the Cr content is less than 10%, it exhibits a relatively high coefficient of thermal expansion and thermal deformation at high temperatures, which is not suitable for use as a high temperature DPF filter material. In addition, when the Cr content is more than 30%, it is difficult to use because a sudden drop in workability appears.

(4) 기타 부가 원소: Y, La, Zr, Ti, Be 등이 1% 미만으로 첨가될 수 있다. 특히, Zr의 경우 내열성과 내식성을 크게 향상시키는 원소로 첨가량은 1% 이하로 하고, Be과 Ti은 0.01% 이하 첨가될 경우 부식성과 가공성 향상을 꾀할 수 있다.(4) Other additional elements: Y, La, Zr, Ti, Be and the like may be added in less than 1%. In particular, Zr is an element that greatly improves heat resistance and corrosion resistance, and the addition amount is 1% or less, and when Be and Ti are added at 0.01% or less, corrosion and workability may be improved.

도 1은 본 발명에 적용되는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체를 제조하는 방법을 설명하기 위한 부분단면도들이다. 여기서, (a) 단계는 프리폼(10), (b) 단계는 프리폼(10)에 정전분무법에 의해 도포된 도포층(12), 그리고 (c) 단계는 최종적인 Fe-Cr-Al계 합금 다공체(14)의 형상을 개략적으로 나타낸 것이다. 1 is a partial cross-sectional view for explaining a method for producing a Fe-Cr-Al-based alloy porous body applied to the present invention. Here, step (a) is a preform (10), step (b) is a coating layer 12 is applied to the preform by the electrospray method, and step (c) is a final Fe-Cr-Al alloy porous body The shape of 14 is shown schematically.

도 1에 의하면, 먼저 원하는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체(14)의 형상, 특히 기공(P3)의 크기에 맞추어 사전에 설정된 기공(P1)을 가진 프리폼(10)을 제조한다. 프리폼(10)은 소결조건에서 일정한 수축률로 줄어드는 재질이 바람직하다. 여기서, 일정한 수축율이란 가해지는 온도와 압력의 조건에서 프리폼(10) 전체에 걸쳐 일정한 비율로 수축되는 것으로, 폴리우레탄이 주로 사용된다. 또한, 프리폼(10)은 Fe-Cr-Al계 합금 다공체(14)의 형상에 맞추어 제조되며, 바람직하게는 스폰지 형태의 3차원 망목구조를 갖는다. 그 후, 극미세 Fe-Cr-Al계 합금분말이 포함된 콜로이드를 정전분무법에 의해 프리폼(10) 위에 일정한 두께로 도포층(12)을 형성한다. 이에 따라, 도포층(12)은 알콜류와 같은 유기용매, 계면활성제를 포함한 분산제 및 극미세한 Fe-Cr-Al계 합금분말을 포함한다. 도포층(12)이 형성된 프리폼(10)은 도시된 바와 같이 도포되지 않은 상태의 기공(P1)보다 작은 기공(P2)을 이룬다.Referring to FIG. 1, first, a preform 10 having a pore P1 set in advance in accordance with a desired Fe-Cr-Al alloy porous body 14, in particular, the size of the pores P3 is manufactured. Preform 10 is preferably a material that is reduced to a constant shrinkage under sintering conditions. Here, the constant shrinkage rate refers to shrinkage at a constant rate throughout the preform 10 under conditions of applied temperature and pressure, and polyurethane is mainly used. In addition, the preform 10 is manufactured according to the shape of the Fe-Cr-Al-based alloy porous body 14, and preferably has a three-dimensional network structure of the sponge form. Thereafter, the colloid containing the ultrafine Fe—Cr—Al alloy powder is formed on the preform 10 by the electrostatic spraying method with a predetermined thickness. Accordingly, the coating layer 12 contains an organic solvent such as alcohol, a dispersant containing a surfactant, and an extremely fine Fe-Cr-Al alloy powder. The preform 10 having the coating layer 12 forms pores P2 smaller than pores P1 in an uncoated state, as shown.

이어서, 사전에 설정된 소결조건인 온도, 압력 및 분위기 가스에서 도포층(12)이 형성된 프리폼(10)을 소결하여 Fe-Cr-Al계 합금 다공체(14)를 제조한다. 이때, 소결조건은 특별하게 제한하는 것은 아니나, 예를 들어 콜로이드에 포함된 Fe-Cr-Al계 합금분말의 양, Fe-Cr-Al계 합금분말의 크기, Fe-Cr-Al계 합금의 융점, 프리폼의 수축률, 콜로이드를 이루는 용매의 점도 등을 고려하여 정해질 수 있다. 위와 같은 소결조건에서는 프리폼(10)은 수축하면서 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 기공(P3)을 이루고, Fe-Cr-Al계 합금분말의 소결이 일어나면서 열분해에 의해 제거된다.Subsequently, the preform 10 having the coating layer 12 formed thereon is sintered under a pre-set sintering condition of temperature, pressure, and atmosphere gas to prepare the Fe-Cr-Al alloy porous body 14. At this time, the sintering conditions are not particularly limited, for example, the amount of Fe-Cr-Al alloy powder contained in the colloid, the size of the Fe-Cr-Al alloy powder, the melting point of the Fe-Cr-Al alloy It may be determined in consideration of the shrinkage of the preform, the viscosity of the solvent forming the colloid, and the like. Under the sintering conditions as described above, the preform 10 shrinks to form pores P3 of the Fe-Cr-Al alloy porous body, and is sintered to remove the Fe-Cr-Al alloy powder by thermal decomposition.

본 발명의 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 제조방법에 의하면, 기공(P3)이 0.1~0.3㎛ 분포에서 평균적으로 약 200㎛의 크기를 갖는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체(14)를 제조할 수 있다. 이와 같이 미세한 기공(P3)의 크기를 구현할 수 있는 이유는 본 발명에 사용되는 Fe-Cr-Al계 합금분말의 입도가 약 0.05~0.3㎛로 평균입도가 약 0.08~0.13㎛인 극미세한 분말이므로 정밀하게 기공의 크기를 용이하게 제어할 수 있기 때문이다. 나아가, 약 200㎛ 이하의 기공(P3) 크기를 가진 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 기공크기도 균일하게 조절할 수 있다. According to the method for producing the Fe-Cr-Al alloy porous body of the present invention, the Fe-Cr-Al alloy porous body 14 having a pore P3 having an average size of about 200 μm in a 0.1 to 0.3 μm distribution is produced. can do. The reason why the size of the fine pores (P3) can be realized is because the particle size of the Fe-Cr-Al alloy powder used in the present invention is about 0.05 to 0.3 μm and the average particle size is about 0.08 to 0.13 μm. This is because the size of the pores can be easily controlled precisely. In addition, the pore size of the Fe-Cr-Al-based alloy porous body having a pore size of about 200 μm or less can be uniformly controlled.

이러한 기공(P3)의 평균크기는 프리폼(10)의 기공(P1)의 크기에 따라 달라질 수 있으므로, 프리폼(10)의 재질에 따라 달라진다. 본 발명의 실시예에서는 프리폼(10)으로 폴리우레탄을 사용하였으나, 만일 다른 재질의 프리폼을 이용한다면 최종적인 금속다공체의 기공(P3)의 크기는 달라질 수 있다. 하지만, 본 발명의 Fe-Al-Cr 금속다공체이 우수한 특성을 가지기 위해서는 약 200㎛ 이하의 기공 크기가 바람직하며, 이와 같은 기공의 크기는 종래의 방법으로는 구현하기 어렵지만, 본 발명과 같이 극미세분말을 사용하여 이와 같은 기공 크기를 충분하게 실현할 수 있다. 또한, 높은 입자 간의 결합력에 의해 프라이머층이 없어도 다공체를 형성할 수 있으므로, 프라이머층에 의한 다공체의 물성저하를 방지할 수 있다. Since the average size of the pores (P3) may vary depending on the size of the pores (P1) of the preform 10, it depends on the material of the preform (10). In the embodiment of the present invention, a polyurethane is used as the preform 10, but if a preform of another material is used, the size of the pores P3 of the final metal porous body may vary. However, in order for the Fe-Al-Cr metal porous body of the present invention to have excellent characteristics, a pore size of about 200 μm or less is preferable, and such pore size is difficult to be realized by a conventional method, but it is very fine powder as in the present invention. By using this, such a pore size can be sufficiently realized. Moreover, since a porous body can be formed even without a primer layer by the high binding force between particle | grains, the physical property fall of a porous body by a primer layer can be prevented.

이하, 실험예를 통하여 본 발명의 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 특성을 살펴보기로 한다. Hereinafter, the characteristics of the Fe-Cr-Al alloy porous body of the present invention through the experimental example.

실험재 1Experiment 1

액중 전기폭발법에 의해 제조된 평균입도가 0.1㎛이고, 중량 %로 Fe; 82%, Al; 6%, Cr; 12%로 이루어진 Fe-Cr-Al계 합금분말을 준비하였다. 이와 별도로, 평균 기공(도 1의 P1)의 크기가 200㎛인 폴리우레탄 폼(foam)을 사전에 제작하였다. 그 후, 상기 분말 40g을 EFKA 401 분산제 0.5g이 포함된 에탄올 100㎖에 혼합하여 콜로이드를 제조하였다. 상기 콜로이드를 콘젯 형태의 정전분무장치(eS-robot, ESR200R2, NanoNC)에 투입한 후, 30kV의 전압을 인가하여, 폴리우레탄 폼에 50㎛의 두께로 도포하였다. 상기 콜로이드가 도포된 폴리우레탄 폼을 진공분위기에서 1000℃에서 10시간 동안 소결하여 Fe-Cr-Al계 합금 다공체를 제조하였다. 이어서, 상기 다공체의 기공크기와 산화중량증가율을 측정하였다.The average particle size produced by the electroexplosion method in water was 0.1 탆, and Fe by weight%; 82%, Al; 6%, Cr; A Fe-Cr-Al alloy powder composed of 12% was prepared. Separately, a polyurethane foam having a mean pore size (P1 in FIG. 1) of 200 μm was prepared in advance. Thereafter, 40 g of the powder was mixed with 100 ml of ethanol containing 0.5 g of an EFKA 401 dispersant to prepare a colloid. The colloid was placed in a cone-jet electrostatic spraying device (eS-robot, ESR200R2, NanoNC), and then a voltage of 30 kV was applied to the polyurethane foam to a thickness of 50 μm. The colloid-coated polyurethane foam was sintered at 1000 ° C. for 10 hours in a vacuum atmosphere to prepare a Fe-Cr—Al alloy porous body. Subsequently, the pore size and oxidative weight increase rate of the porous body were measured.

실험재 2Experiment 2

액중 전기폭발법에 의해 제조된 평균입도가 0.1㎛이고, 중량 %로 Fe; 72%, Al; 12%, Cr; 16%로 이루어진 Fe-Cr-Al계 합금분말을 준비하였다. 이와 별도로, 평균 기공의 크기가 200㎛인 폴리우레탄 폼을 사전에 제작하였다. 그 후, 상기 분말 40g을 EFKA 401 분산제 0.5g이 포함된 에탄올 100㎖에 혼합하여 콜로이드를 제조하였다. 상기 콜로이드를 콘젯 형태의 정전분무장치에 투입한 후, 30kV의 전압을 인가하여, 폴리우레탄 폼에 50㎛의 두께로 도포하였다. 상기 콜로이드가 도포된 폴리우레탄 폼을 진공분위기에서 1000℃에서 10시간 동안 소결하여 Fe-Cr-Al계 합금 다공체를 제조하였다. 이어서, 상기 합금 다공체의 기공크기와 산화중량증가율을 측정하였다.The average particle size produced by the electroexplosion method in water was 0.1 탆, and Fe by weight%; 72%, Al; 12%, Cr; A Fe-Cr-Al alloy powder composed of 16% was prepared. Separately, polyurethane foam having an average pore size of 200 μm was prepared in advance. Thereafter, 40 g of the powder was mixed with 100 ml of ethanol containing 0.5 g of an EFKA 401 dispersant to prepare a colloid. The colloid was put into a cone-jet electrostatic spraying device, and then a voltage of 30 kV was applied to the polyurethane foam in a thickness of 50 μm. The colloid-coated polyurethane foam was sintered at 1000 ° C. for 10 hours in a vacuum atmosphere to prepare a Fe-Cr—Al alloy porous body. Subsequently, the pore size and oxidative weight increase rate of the alloy porous body were measured.

비교실험재 1Comparative Experiment 1

액중 전기폭발법에 의해 제조된 평균입도가 0.1㎛이고, 중량 %로 Fe; 86%, Al; 1%, Cr; 13%로 이루어진 Fe-Cr-Al계 합금분말을 준비하였다. 이와 별도로, 평균 기공의 크기가 200㎛인 폴리우레탄 폼을 사전에 제작하였다. 그 후, 상기 분말 40g을 EFKA 401 분산제 0.5g이 포함된 에탄올 100㎖에 혼합하여 콜로이드를 제조하였다. 상기 콜로이드를 콘젯 형태의 정전분무장치에 투입한 후, 30kV의 전압을 인가하여, 폴리우레탄 폼에 50㎛의 두께로 도포하였다. 상기 콜로이드가 도포된 폴리우레탄 폼을 진공분위기에서 1000℃에서 10시간 동안 소결하여 Fe-Cr-Al계 합금 다공체를 제조하였다. 이어서, 상기 합금 다공체의 기공크기와 산화중량증가율을 측정하였다.The average particle size produced by the electroexplosion method in water was 0.1 탆, and Fe by weight%; 86%, Al; 1%, Cr; A Fe-Cr-Al alloy powder composed of 13% was prepared. Separately, polyurethane foam having an average pore size of 200 μm was prepared in advance. Thereafter, 40 g of the powder was mixed with 100 ml of ethanol containing 0.5 g of an EFKA 401 dispersant to prepare a colloid. The colloid was put into a cone-jet electrostatic spraying device, and then a voltage of 30 kV was applied to the polyurethane foam in a thickness of 50 μm. The colloid-coated polyurethane foam was sintered at 1000 ° C. for 10 hours in a vacuum atmosphere to prepare a Fe-Cr—Al alloy porous body. Subsequently, the pore size and oxidative weight increase rate of the alloy porous body were measured.

비교실험재 2Comparative Experiment 2

액중 전기폭발법에 의해 제조된 평균입도가 0.2㎛이고, 중량 %로 Fe; 72%, Al; 16%, Cr 7%로 이루어진 Fe-Cr-Al계 합금분말을 준비하였다. 이와 별도로, 평균 기공의 크기가 300㎛인 폴리우레탄 폼을 사전에 제작하였다. 그 후, 상기 분말 40g을 EFKA 401 분산제 0.5g이 포함된 에탄올 100㎖에 혼합하여 콜로이드를 제조하였다. 상기 콜로이드를 콘젯 형태의 정전분무장치에 투입한 후, 30kV의 전압을 인가하여, 폴리우레탄 폼에 50㎛의 두께로 도포하였다. 상기 콜로이드가 도포된 폴리우레탄 폼을 진공분위기에서 1000℃에서 10시간 동안 소결하여 Fe-Cr-Al계 합금 다공체를 제조하였다. 이어서, 상기 합금 다공체의 기공크기와 산화중량증가율을 측정하였다.The average particle size produced by the electroexplosion method in water was 0.2 탆, and Fe by weight%; 72%, Al; An Fe-Cr-Al alloy powder composed of 16% and Cr 7% was prepared. Separately, polyurethane foam having an average pore size of 300 μm was prepared in advance. Thereafter, 40 g of the powder was mixed with 100 ml of ethanol containing 0.5 g of an EFKA 401 dispersant to prepare a colloid. The colloid was put into a cone-jet electrostatic spraying device, and then a voltage of 30 kV was applied to the polyurethane foam in a thickness of 50 μm. The colloid-coated polyurethane foam was sintered at 1000 ° C. for 10 hours in a vacuum atmosphere to prepare a Fe-Cr—Al alloy porous body. Subsequently, the pore size and oxidative weight increase rate of the alloy porous body were measured.

비교실험재 3Comparative Experiment 3

미세분무법(atomizing)에 의해 제조된 평균입도가 10㎛이고, 중량 %로 Fe; 82%, Al; 6%, Cr; 12%로 이루어진 Fe-Cr-Al계 합금분말을 준비하였다. 이와 별도로, 평균 기공의 크기가 450㎛인 폴리우레탄 폼을 사전에 제작하였다. 이때, 평균기공크기가 실험재의 기공(P1)보다 큰 이유는 여기서의 Fe-Cr-Al계 합금분말이 실험재의 Fe-Cr-Al계 합금분말보다 매우 커서 불가피하게 결정되었기 때문이다. 이어서, 물리기상증착에 의해 Ni을 상기 폴리우레탄 폼에 전착한 후, 환원분위기에서 800℃에서 8시간 동안 열처리를 하여 폴리우레탄 폼에 Ni 프라이머층을 형성하였다. 그 후, 결합재인 폴리비닐피롤리돈 1.0% 수용액을 스프레이 방식으로 Ni 프라이머층에 0.1㎛의 두께로 도포하였다. 결합재가 도포된 폴리우레탄 폼에 상기 합금분말을 분사하여 결합재와 혼합시킨 후에, 진공분위기에서 1000℃에서 10시간 동안 소결하여 다공체를 제조하였다. 마지막으로, 상기 다공체의 기공크기와 산화중량증가율을 측정하였다.The average particle size prepared by atomizing was 10 μm, and Fe by weight%; 82%, Al; 6%, Cr; A Fe-Cr-Al alloy powder composed of 12% was prepared. Separately, polyurethane foam having an average pore size of 450 μm was prepared in advance. At this time, the average pore size is larger than the pores (P1) of the test material because the Fe-Cr-Al-based alloy powder here is much larger than the Fe-Cr-Al-based alloy powder of the test material and was inevitably determined. Subsequently, Ni was electrodeposited onto the polyurethane foam by physical vapor deposition, followed by heat treatment at 800 ° C. for 8 hours in a reducing atmosphere to form a Ni primer layer on the polyurethane foam. Thereafter, a 1.0% aqueous solution of polyvinylpyrrolidone as a binder was applied to the Ni primer layer with a thickness of 0.1 μm by spraying. The alloy powder was sprayed onto the polyurethane foam coated with the binder and mixed with the binder, followed by sintering at 1000 ° C. for 10 hours in a vacuum atmosphere to prepare a porous body. Finally, the pore size and oxidative weight increase rate of the porous body were measured.

비교실험재 4Comparative Experiment 4

미세분무법(atomizing)에 의해 제조된 평균입도가 10㎛이고, 중량 %로 Fe; 72%, Al; 12%, Cr; 16%로 이루어진 Fe-Cr-Al계 합금분말을 준비하였다. 이와 별도로, 평균 기공의 크기가 450㎛인 폴리우레탄 폼을 사전에 제작하였다. 이때, 평균기공크기가 실험재의 기공(P1)보다 큰 이유는 여기서의 Fe-Cr-Al계 합금분말이 실험재의 Fe-Cr-Al계 합금분말보다 매우 커서 불가피하게 결정되었기 때문이다. 이어서, 물리기상증착에 의해 Ni을 상기 폴리우레탄 폼에 전착한 후, 환원분위기에서 800℃에서 8시간 동안 열처리를 하여 폴리우레탄 폼에 Ni 프라이머층을 형성하였다. 결합재인 폴리비닐피롤리돈 1.0% 수용액을 스프레이 방식으로 Ni 프라이머층에 0.1㎛의 두께로 도포하였다. 결합재가 도포된 폴리우레탄 폼에 상기 합금분말 분사하여 결합재와 혼합시킨 후에, 진공분위기에서 1000℃에서 10시간 동안 소결하여 다공체를 제조하였다. 마지막으로, 상기 다공체의 기공크기와 산화중량증가율을 측정하였다.The average particle size prepared by atomizing was 10 μm, and Fe by weight%; 72%, Al; 12%, Cr; A Fe-Cr-Al alloy powder composed of 16% was prepared. Separately, polyurethane foam having an average pore size of 450 μm was prepared in advance. At this time, the average pore size is larger than the pores (P1) of the test material because the Fe-Cr-Al-based alloy powder here is much larger than the Fe-Cr-Al-based alloy powder of the test material and was inevitably determined. Subsequently, Ni was electrodeposited onto the polyurethane foam by physical vapor deposition, followed by heat treatment at 800 ° C. for 8 hours in a reducing atmosphere to form a Ni primer layer on the polyurethane foam. A 1.0% aqueous solution of polyvinylpyrrolidone as a binder was applied to the Ni primer layer by a spray method at a thickness of 0.1 μm. The alloy powder was sprayed onto the polyurethane foam coated with the binder, mixed with the binder, and then sintered at 1000 ° C. for 10 hours in a vacuum atmosphere to prepare a porous body. Finally, the pore size and oxidative weight increase rate of the porous body were measured.

표 1은 본 발명의 실시예가 적용된 실험재 1, 2와, 상기 실험재들과 비교하기 위한 비교실험재 1 내지 4에 의해 제조된 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 입도, 기공크기 및 산화중량증가율을 각각 제시한 것이다. 이때, 입도는 PSA(particle size analyzer)를 사용하여 측정하였고, 기공크기는 SEM(scanning electron microscope)을 이용하여 측정하였다. 또한, 산화중량증가율은 공기 중에서 분당 5도의 승온속도로 1000도까지 승온시킨 다음, 1000도에서 10시간 유지 후 냉각하는 상태에서 시편의 무게증가율로 측정하였다. 금속 다공체의 경우, 고온에서 노출되는 표면적이 매우 크기 때문에 산화특성을 평가하기 위하여 산화중량증가율을 측정한다. Table 1 shows the particle size, pore size and oxidation weight of the Fe-Cr-Al alloy porous body prepared by Experimental Materials 1 and 2 to which the examples of the present invention are applied and Comparative Experimental Materials 1 to 4 for comparison with the experimental materials. The growth rates are presented separately. At this time, the particle size was measured using a particle size analyzer (PSA), the pore size was measured using a scanning electron microscope (SEM). In addition, the oxidative weight increase rate was measured as the weight increase rate of the specimen in a state in which the temperature was raised to 1000 degrees at a temperature increase rate of 5 degrees per minute in air, and then cooled at 1000 degrees for 10 hours. In the case of the porous metal body, the oxidation weight increase rate is measured in order to evaluate the oxidation characteristics because the surface area exposed at high temperature is very large.

구분division 평균입도
(㎛)
Average particle size
(Μm)
평균기공크기
(㎛)
Average pore size
(Μm)
산화중량증가율
(%)
Oxidation weight increase rate
(%)
실험재 1Experiment 1 0.10.1 200200 1515 실험재 2Experiment 2 0.10.1 200200 1515 비교실험재 1Comparative Experiment 1 0.10.1 200200 1919 비교실험재 2Comparative Experiment 2 0.20.2 300300 1919 비교실험재 3Comparative Experiment 3 1010 450450 2020 비교실험재 4Comparative Experiment 4 1010 450450 2020

표 1에서, 실험재 1과 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조한 다공체이고, 비교실험재 1과 2는 실험재 1, 2와 Al의 함량을 다르게 하여 제조한 다공체이며, 비교실험재 3과 4는 종래의 방법으로 제조한 Ni 프라이머층을 포함하는 다공체를 나타낸다.In Table 1, Test Materials 1 and 2 are porous bodies prepared according to the Examples of the present invention, Comparative Test Materials 1 and 2 are porous bodies prepared by varying the content of Test Materials 1, 2 and Al, Comparative Test Material 3 And 4 shows the porous body containing the Ni primer layer manufactured by the conventional method.

표 1에 의하면, 비교실험재 1은 실험재들과 동일한 입도의 미세분말과 제조방법을 사용하였지만, 합금 중에 Al이 1%만 함유되어 있다. 이는 본 발명의 실험예에서의 Al 함량인 3~15%보다 작으며, 이로 인해 평균기공크기는 같았으나 내산화성이 떨어져서 산화중량증가율이 본 발명의 실험재들에 비해 큰 값을 나타내었다. According to Table 1, Comparative Experiment 1 used the same fine particle size and manufacturing method as the experimental materials, but contains only 1% Al in the alloy. This is less than 3 to 15% of the Al content in the experimental example of the present invention, and because of this, the average pore size was the same, but the oxidation resistance was lower than the oxidation weight increase rate showed a larger value than the experimental materials of the present invention.

비교실험재 2는 본 발명의 미세분말의 평균입도인 0.08~0.13㎛보다 큰 0.2㎛의 미세분말을 사용하고 합금 중에 Al이 16% 첨가되었다. 먼저, 액중 전기폭발법에 의해 얻어지는 미세분말의 평균입도가 0.2㎛로 되어, 평균기공크기가 0.2㎛인 다공체를 얻을 수 없었다. 아울러, Al이 본 발명의 실험예에서의 Al 함량인 3~15%보다 과다하게 첨가됨으로써, 내산화성 증진을 위한 산화알루미늄 피막의 박리가 일어나 본원의 실험재 1, 2에 비해 산화중량증가율이 증가하였다.Comparative Test Material 2 used 0.2 µm fine powder larger than 0.08 to 0.13 µm, which is an average particle size of the present invention, and 16% Al was added to the alloy. First, the average particle size of the fine powder obtained by submerged electroexplosion was 0.2 µm, and a porous body having an average pore size of 0.2 µm could not be obtained. In addition, since Al is added in excess of 3 to 15% of the Al content in the experimental example of the present invention, peeling of the aluminum oxide film for enhancing oxidation resistance occurs, resulting in an increase in the oxidative weight increase rate compared to Test Materials 1 and 2 of the present application. It was.

비교실험재 3, 4는 미세분무법에 의해 제조되고, 평균입도가 10㎛인 분말을 사용하였으며, 니켈기 합금을 프라이머층으로 사용한 경우이다. 이 경우들은 극미세 분말을 사용한 본 발명의 실험재 1, 2의 Fe-Cr-Al계 합금 다공체보다 평균기공크기 및 산화중량증가율이 큰 것을 알 수 있었다. 본 발명의 실험재 1, 2는 금속 다공체를 이루는 금속분말의 입도가 작기 때문에 이에 의한 다공체의 평균기공크기가 작다. 이에 따라, 본 발명의 실험재들의 기공은 산소와 접촉하는 표면적이 비교실험재 3, 4에 비해 월등히 크다. Comparative Test Materials 3 and 4 were prepared by a fine spraying method, powder having an average particle size of 10 μm was used, and a nickel-based alloy was used as a primer layer. In these cases, it was found that the average pore size and the oxidative weight increase rate were larger than those of the Fe-Cr-Al alloy porous bodies of Experimental Materials 1 and 2 of the present invention using the ultra fine powder. Experimental materials 1 and 2 of the present invention have a small particle size of the metal powder constituting the porous metal body, thereby reducing the average pore size of the porous body. Accordingly, the pores of the test materials of the present invention is significantly larger than the surface area in contact with oxygen compared to the comparative test materials 3 and 4.

그럼에도 불구하고, 실험재 1, 2의 산화중량증가율이 더 작은 값을 가진 이유는, 비교실험재 3, 4와는 달리 내산화성이 낮은 Ni합금 분말을 사용하지 않았기 때문이다. 다시 말해, 본 발명의 실험재 1, 2는 비교실험재 3, 4와는 달리 고온에서 산화저항성이 높지 않은 니켈기 합금의 프라이머층을 사용하지 않았고, 또한 분말입자의 입도가 상대적으로 작기 때문에, 분말입자간의 결합력이 높아져 다공체의 산화저항성이 커진 것과 동시에 평균기공크기가 작아졌음을 알 수 있었다.Nevertheless, the reason why the oxidative weight increase rate of the test materials 1 and 2 has a smaller value is that, unlike the comparative test materials 3 and 4, Ni alloy powder having low oxidation resistance was not used. In other words, Test Samples 1 and 2 of the present invention, unlike Comparative Test Samples 3 and 4, did not use a primer layer of a nickel-based alloy that does not have high oxidation resistance at high temperatures, and because powder particles had a relatively small particle size, As the binding force between the particles increased, the oxidation resistance of the porous body increased and the average pore size decreased.

본 발명에 의하면, 입도가 약 0.05~0.3㎛이고 평균입도가 0.08~0.13㎛인 극미세한 분말을 사용하면, 프라이머층으로 사용되는 니켈기 합금을 포함하지 않고, 평균기공크기가 200㎛ 이하의 미세 가공을 갖는 금속 다공체를 제조할 수 있었다. 금속분말의 입도, 프리폼의 기공크기, 공정조건 등을 조절하면, 평균기공크기가 200㎛ 이하이고 산화중량증가율을 15% 이하로 줄일 수 있는 것은 본 발명에 대하여 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. According to the present invention, when a very fine powder having a particle size of about 0.05 to 0.3 µm and an average particle size of 0.08 to 0.13 µm is used, it does not contain a nickel-based alloy used as a primer layer and has an average pore size of 200 µm or less. A metal porous body having a working process can be produced. By controlling the particle size of the metal powder, the pore size of the preform, the process conditions, etc., it is apparent to those skilled in the art that the average pore size is 200 µm or less and the oxidation weight increase rate can be reduced to 15% or less. Will do.

본 발명의 Fe-Al-Cr계 금속 다공체는 산화중량증가율을 5%보다 크고 15% 이하인 것이 바람직하다. 이는 상기 금속 다공체가 실질적으로 산업의 핵심소재로 사용될 수 있도록 하는 물성을 고려한 것이다. 본 발명의 금속 다공체는 산소와 접촉하는 표면적이 넓어지고 고온에서의 산화저항성이 증가하므로, 특히, 환경 및 에너지 기술의 핵심부품으로 그 활용도가 커질 것으로 예상된다.It is preferable that the Fe-Al-Cr-based metal porous body of the present invention has an oxidation weight increase rate of more than 5% and 15% or less. This is in consideration of the physical properties that the metal porous body can be used as a practical core material of the industry. The metal porous body of the present invention is expected to have wider surface area in contact with oxygen and increase oxidation resistance at high temperature, and thus, its utilization as a core component of environmental and energy technology is expected to be increased.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is possible.

10; 프리폼
12; 도포층
14; 금속 다공체
10; Preform
12; Coating layer
14; Metal porous body

Claims (8)

중량 %로 Fe; 55~85%, Al; 3~15%, Cr; 10~30%이고, 나머지 부가원소가 1% 미만으로 첨가되어 이루어진 Fe-Cr-Al계 합금 다공체에 있어서,
상기 합금 다공체는 입도가 0.05~0.3㎛이고 평균입도가 0.08~0.13㎛인 극미세한 Fe-Cr-Al계 합금분말을 콜로이드 상태로 도포된 도포층을 소결하여 이루어지고, 산화중량증가율이 5%보다 크고 20% 이하인 Fe-Cr-Al계 합금 다공체.
Fe by weight; 55-85%, Al; 3-15%, Cr; In the Fe-Cr-Al-based alloy porous body which is 10 to 30% and the remaining additional elements are added in less than 1%,
The alloy porous body is made by sintering a coating layer coated with a very fine Fe-Cr-Al alloy powder having a particle size of 0.05 to 0.3 μm and an average particle size of 0.08 to 0.13 μm in a colloidal state, and an oxidative weight increase rate of more than 5%. A large Fe-Cr-Al alloy porous body of 20% or less.
제1항에 있어서, 상기 Fe-Cr-Al계 합금 다공체는 니켈기 합금을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체.The Fe-Cr-Al-based alloy porous body according to claim 1, wherein the Fe-Cr-Al-based alloy porous body does not contain a nickel-based alloy. 제1항에 있어서, 상기 Fe-Cr-Al계 합금 다공체는 스폰지 형태의 망목구조를 가지는 것을 특징으로 하는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체.The Fe-Cr-Al-based alloy porous body according to claim 1, wherein the Fe-Cr-Al-based alloy porous body has a sponge-like mesh structure. Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 기공의 크기에 따라 설정된 기공을 가진 프리폼을 제조하는 단계;
입도가 0.05~0.3㎛이고 평균입도가 0.08~0.13㎛인 Fe-Cr-Al계 합금 분말이 포함된 콜로이드를 상기 프리폼 위에 도포하여 도포층을 형성하는 단계; 및
상기 도포층이 형성된 상기 프리폼을 소결하여 산화중량증가율이 5%보다 크고 20% 이하인 Fe-Cr-Al계 합금 다공체를 형성하는 단계를 포함하는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 제조방법.
Preparing a preform having pores set according to the pore size of the Fe-Cr-Al alloy porous body;
Forming a coating layer by applying a colloid containing Fe-Cr-Al alloy powder having a particle size of 0.05 to 0.3 μm and an average particle size of 0.08 to 0.13 μm on the preform; And
Sintering the preform on which the coating layer is formed to form a Fe-Cr-Al-based alloy porous body having an oxidation weight increase rate of greater than 5% and 20% or less.
제4항에 있어서, 상기 Fe-Cr-Al계 합금 분말은 액중 전기폭발법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 제조방법.5. The method of claim 4, wherein the Fe—Cr—Al alloy powder is prepared by an electroexplosion method in a liquid. 제4항에 있어서, 상기 도포층은 정전분무법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 제조방법.The method of claim 4, wherein the coating layer is formed by an electrospray method. 제4항에 있어서, 상기 프리폼은 가해지는 온도와 압력의 조건에서 상기 프리폼 전체에 걸쳐 일정한 비율로 수축되는 재질인 것을 특징으로 하는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 제조방법.5. The method of claim 4, wherein the preform is made of a material that shrinks at a constant rate over the entire preform under conditions of applied temperature and pressure. 6. 제7항에 있어서, 상기 프리폼은 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 Fe-Cr-Al계 합금 다공체의 제조방법.The method of manufacturing a Fe-Cr-Al alloy porous body according to claim 7, wherein the preform is polyurethane.
KR1020100041674A 2010-05-04 2010-05-04 Fe-Cr-Al base alloy porous structure and method of manufacturing by the same KR101296924B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100041674A KR101296924B1 (en) 2010-05-04 2010-05-04 Fe-Cr-Al base alloy porous structure and method of manufacturing by the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100041674A KR101296924B1 (en) 2010-05-04 2010-05-04 Fe-Cr-Al base alloy porous structure and method of manufacturing by the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110122276A true KR20110122276A (en) 2011-11-10
KR101296924B1 KR101296924B1 (en) 2013-08-14

Family

ID=45392827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100041674A KR101296924B1 (en) 2010-05-04 2010-05-04 Fe-Cr-Al base alloy porous structure and method of manufacturing by the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101296924B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106825575A (en) * 2017-04-12 2017-06-13 广东工业大学 A kind of honeycomb alloy material and its application

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6210612B1 (en) * 1997-03-31 2001-04-03 Pouvair Corporation Method for the manufacture of porous ceramic articles
DE10150948C1 (en) * 2001-10-11 2003-05-28 Fraunhofer Ges Forschung Process for the production of sintered porous bodies
KR100726713B1 (en) * 2005-08-26 2007-06-12 한국전기연구원 Method for manufacturing nanostructured powder by wire explosion in liqiud and device for manufacturing the same
AT8975U1 (en) * 2006-02-27 2007-03-15 Plansee Se POROUS BODY

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106825575A (en) * 2017-04-12 2017-06-13 广东工业大学 A kind of honeycomb alloy material and its application

Also Published As

Publication number Publication date
KR101296924B1 (en) 2013-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2079541B1 (en) Process for producing sinter bonded porous metallic coatings
US8758675B2 (en) Method for fabricating an open-porous metal foam body, metal foam body fabricated this way as well as its applications
KR100578178B1 (en) Process for the production of sintered porous bodies and sintered porous bodies produced therefrom
EP1759025B1 (en) method for manufacturing an open porous metallic foam body
KR101305451B1 (en) Method of fabrication of porous supported materials on metal structure and catalysts modules prepared by the same
AT8975U1 (en) POROUS BODY
AU653713B2 (en) Heat-resistant metal monolith and manufacturing method therefor
KR101350150B1 (en) Metal porous structure and method of manufacturing by the same
JPH04215853A (en) Heat resisting metal monolith and manufacture thereof
KR101296924B1 (en) Fe-Cr-Al base alloy porous structure and method of manufacturing by the same
CA3106485C (en) Method for producing an open-pored metal body having an oxide layer and metal body produced by said method
US20240116041A1 (en) Catalyst material and method of manufacturing the same
US5445786A (en) Heat-resistant metal monolith and manufacturing method therefor
CN111432961A (en) Method for producing open-porous molded bodies made of metal and molded body produced using said method
US20200276644A1 (en) Method for producing an open-pore molded body which has a modified surface and which is made of a metal, and a molded body produced using said method
CN111636064B (en) Preparation method of Fe-Al intermetallic compound porous material
CN114134369A (en) Porous single-phase beta-NiAl (Cr) intermetallic compound material and preparation method thereof
JPH0760035A (en) Metal filter and production thereof
KR101350152B1 (en) Manufacturing system for porous metallic materials using electrospraying
US5292485A (en) Heat-resistant metal monolith
JP2001329380A5 (en)
JP2007021409A (en) Method for manufacturing diesel particulate filter
JP2019192383A (en) Manufacturing method of gas separate material for solid oxide fuel cell
RU2281164C1 (en) Metal-based catalyst carrier (versions) and method of its preparation (versions)
JP2019121567A (en) Collector

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170110

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170809

Year of fee payment: 5