KR20120082972A - A complex material obtained by attaching tin nano powder to metal and ceramic powder - Google Patents
A complex material obtained by attaching tin nano powder to metal and ceramic powder Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120082972A KR20120082972A KR1020110004332A KR20110004332A KR20120082972A KR 20120082972 A KR20120082972 A KR 20120082972A KR 1020110004332 A KR1020110004332 A KR 1020110004332A KR 20110004332 A KR20110004332 A KR 20110004332A KR 20120082972 A KR20120082972 A KR 20120082972A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- copper powder
- tin
- nanoparticles
- powder
- sintering temperature
- Prior art date
Links
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 49
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 5
- 239000011365 complex material Substances 0.000 title 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 title 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 8
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 13
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 238000000059 patterning Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 abstract 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000445 field-emission scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007557 optical granulometry Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
- H05K1/097—Inks comprising nanoparticles and specially adapted for being sintered at low temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
- B22F2301/10—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
- B22F2301/30—Low melting point metals, i.e. Zn, Pb, Sn, Cd, In, Ga
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
본 발명은 구리 파우더에 주석 나노입자를 결합시켜 만든 복합 소재에 관한 것으로 전기전도도는 구리 파우더의 전기전도도를 유지하면서 소결 온도가 주석 나노입자의 소결온도 이하에서 이루어지며 특히 복합 소재를 소결시 주석의 나노입자가 먼저 표면 멜팅이 이루어져 구리 파우더 입자를 공기와 접촉을 차단하여 고온 소결시 구리가 산화되는 것을 방지한다. 즉, 기존 고가의 은을 대체하여 경제적 효과를 거둘 수 있다. 또한 기존의 무연 솔더 패터닝에서 전기전도도를 구리 파우더 수준으로 대폭 향상 시킬수 있고 소결온도를 기존 솔더 페이스트 수준으로 낮출수 있어 전기 전자 산업에 획기적인 개선을 가져올수 있다. 또한 구리 파우더 대신 금, 은, 텅스텐, 티타늄, 스테인레스, 알루미늄, 철, 니켈로 이루어진 일군에서 또는 이들의 조합으로 선택된 금속 파우더에 주석 나노입자를 결합시켜 만든 복합 소재도 소재의 특성에 따라서 특징된 물성을 나타낼 수 있다. 즉, 녹는점이 낮은 주석을 이용하여 소결을 하고, 내마모성이 강한 텅스텐 등의 장점을 이용하여 특수 용도에 맞는 소재 개발이 가능해 졌다. 특히 소결시 소결 온도에서 주석이 표면 용융되어 부착된 텅스텐의 산화를 막아줘 진공이 아닌 상태에서 소결이 가능하여 경제적 효과를 높일 수 있다.The present invention relates to a composite material made by bonding tin nanoparticles to a copper powder. The electrical conductivity is maintained at a sintering temperature below the sintering temperature of tin nanoparticles while maintaining the electrical conductivity of the copper powder. Nanoparticles are first surface melted to block copper powder particles from contact with air to prevent copper from oxidizing at high temperatures. In other words, it is possible to achieve economic effects by replacing existing expensive silver. In addition, in the conventional lead-free solder patterning, the electrical conductivity can be significantly improved to the level of copper powder, and the sintering temperature can be lowered to the level of the conventional solder paste. In addition, composite materials made by combining tin nanoparticles with a metal powder selected from a group consisting of gold, silver, tungsten, titanium, stainless steel, aluminum, iron, and nickel or a combination thereof instead of copper powder may also be characterized by properties of the material. Can be represented. In other words, it is possible to sinter using tin having a low melting point, and to develop a material suitable for a special use by using advantages such as tungsten having a high wear resistance. In particular, the surface is melted at the sintering temperature during sintering to prevent oxidation of attached tungsten, so that the sintering can be performed in a non-vacuum state, thereby increasing the economic effect.
Description
본 발명은 패터닝, 소결 등에 사용되는 복합 소재에 관한것이다.The present invention relates to a composite material used for patterning, sintering and the like.
현재 PDP TV 등 전기 전자 부문에 사용하는 패터닝의 대부분은 은을 사용하여 소결시 산화를 방지하고 높은 전기전도도를 구현할 수 있다. 여기서 전기전도도는 비슷하나 수십배 가격이 비싼 은을 구리대신 사용하는 이유는 패터닝시 발생하는 구리의 산화 문제가 있기 때문이다.Most of the patterning currently used in the electric and electronics sectors, such as PDP TVs, can use silver to prevent oxidation during sintering and achieve high electrical conductivity. The reason for using silver instead of copper, which is similar in electrical conductivity but expensive tens of times, is that there is a problem of oxidation of copper generated during patterning.
본 발명은 구리의 산화문제를 나노 주석이 낮은 온도에서 표면 멜팅이 이루어져 구리의 산화를 방지 한다는 점에 착안하여 이루어졌다. 무연 솔더 페이스트의 패터닝에서 과제는 소결 온도를 낮추는 것과 소결후 전기전도도를 확보하는 것이다. 본 발명은 소결 온도를 240℃ 수준에서 160℃ 이하로 대폭 낮추었고, 전기전도도를 기존의 무연솔더보다 대폭 개선하였다.The present invention has been made focusing on the problem that the oxidation of copper prevents the oxidation of copper by the surface melting at a low temperature of nano tin. Challenges in patterning lead-free solder pastes include lowering the sintering temperature and ensuring electrical conductivity after sintering. The present invention significantly lowered the sintering temperature from 240 ° C to 160 ° C and significantly improved the electrical conductivity compared to the conventional lead-free solder.
구리 파우더를 이용한 패터닝에서 소결시 고온에서 구리가 산화되어 사용이 제약되어있는 문제 및 소결 온도가 높아 기판에 패터닝시 고온의 영향을 받아 기판이 손상되는 단점이 있다.In the patterning using copper powder, there is a problem that copper is oxidized at a high temperature during sintering and its use is restricted, and the substrate is damaged due to the high temperature when patterning the substrate due to the high sintering temperature.
본 구리 파우더에 주석 나노입자를 부착시킨 복합 소재는 구리 파우더의 전기전도도와 주석 나노입자의 낮은 소결 온도를 구현할 수 있어 이러한 문제점을 해결하였고, 특히 주석의 나노입자가 먼저 표면 멜팅이 이루어져 구리의 산화를 원천적으로 방지한다는 장점을 지닌다.The composite material in which tin nanoparticles are attached to the present copper powder solves this problem because the electrical conductivity of copper powder and low sintering temperature of tin nanoparticles can be realized. Particularly, the nanoparticles of tin are first melted by surface melting. Has the advantage of preventing the source.
본 발명은 구리 파우더 패터닝에 있어서 패터닝시 소요되는 고온에 구리 파우더가 산화되는 것을 방지하기 위하여, 160℃ 이하에서 표면 멜팅되는 주석 나노입자를 구리 파우더 표면에 부착시켜 구리 파우더가 산화되기 전에 주석 나노입자가 표면 멜팅되어 구리와 산소와의 접촉을 막아 산화를 방지한다.In the present invention, in order to prevent the oxidation of the copper powder at the high temperature required during patterning in the copper powder patterning, the tin nanoparticles surface-melted at 160 ° C. or lower are attached to the copper powder surface before the tin powder is oxidized. Surface is melted to prevent oxidation of copper and oxygen.
또한 구리 파우더에 부착된 주석 나노입자가 표면 멜팅이 이루어져 구리 파우더는 표면 멜팅이 이루어지지 않아도 주석 나노입자가 구리 파우더 입자의 사이에 접착제 역할을 하여 소결의 효과를 동시에 얻을 수 있다.In addition, since the tin nanoparticles attached to the copper powder is subjected to surface melting, the copper powder may have the tin nanoparticles acting as an adhesive between the copper powder particles without surface melting, thereby simultaneously obtaining the effect of sintering.
따라서 구리의 높은 전기전도도와 주석의 낮은 소결 온도의 장점을 동시에 얻을 수 있고 주석의 산화 안정성을 이용하여 구리의 산화를 방지할 수 있다. 즉 주석이 구리의 피복 역할을 하는 것이다.Therefore, the advantages of the high electrical conductivity of copper and the low sintering temperature of tin can be simultaneously obtained, and the oxidation of copper can be prevented by using the oxidation stability of tin. That is, tin serves as a coating of copper.
본 발명은 구리 파우더의 피복을 주석으로 입혀서 구리 파우더의 산화를 방지할 수 있고, 소결 온도를 주석 나노입자의 소결 온도인 160℃ 이하로 낮출 수 있고, 전기전도도는 구리 파우더의 수준을 유지할 수 있어 전기, 전자 산업의 혁신적인 개선을 이룩할 수 있다. 즉 은 파우더를 이용한 대부분의 공정을 구리로 대체할 수 있고, 구리 파우더의 소결시 산화 문제를 해결할 수 있게 되었으며, 무연솔더의 문제점인 전기전도도가 낮은 문제를 해결할 수 있게 되었다. The present invention can prevent the oxidation of the copper powder by coating the coating of the copper powder with tin, it is possible to lower the sintering temperature to less than 160 ℃, the sintering temperature of the tin nanoparticles, the electrical conductivity can maintain the level of the copper powder Innovative improvements in the electrical and electronics industries can be achieved. That is, it is possible to replace most processes using silver powder with copper, to solve the oxidation problem during sintering of copper powder, and to solve the problem of low electrical conductivity, which is a problem of lead-free solder.
따라서 기존의 은 파우더 사용 시장, 구리 파우더 사용 시장, 무연 솔더 사용 시장을 모두 대체할 수 있는 광범위한 대체가 가능하다.Therefore, there is a wide range of alternatives to replace the traditional silver powder market, copper powder market and lead-free solder market.
도 1은 본 발명 복합소재와 그 페이스트 제조 공정이다.
도 2는 본 발명 복합소재의 전자현미경 사진 및 개념도이다.
도 3은 본 발명 복합소재에 사용된 주석 나노입자의 전자현미경 사진이다.1 is a composite material of the present invention and a paste manufacturing process thereof.
2 is an electron micrograph and a conceptual diagram of the composite material of the present invention.
3 is an electron micrograph of the tin nanoparticles used in the composite material of the present invention.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 복합소재와 그 페이스트의 제조 공정을 나타낸다. 도면에 있어서, 공정 ①은 구리 파우더 준비에 관한 것이다. 구리 파우더는 고품질의 제품에 사용할 경우는 입자가 작은 100㎚에서 10㎛ 수준으로 준비하고, 범용 및 저급 품질에 사용할 때는 10㎛ 이상으로 준비해도 좋다. 1 shows a process for producing the composite material and the paste of the present invention. In the figure, step ① relates to copper powder preparation. When used for high quality products, the copper powder may be prepared at a level of 10 μm at 100 nm with small particles, and may be prepared at 10 μm or more when used for general purpose and low quality.
공정 ②는 주석 나노입자 제조에 관한 것이다. 가장 쉬운 방법은 순수물이 담긴 반응기에 음극과 양극 전극으로 주석을 사용하고 전해질 용액과 환원제를 첨가한 다음 직류 전기를 가하여 주석을 전기분해함으로써 주석 나노입자를 얻을 수 있다. 또한 플라즈마나 아크 발생법 등의 방법으로 주석 나노입자를 얻을 수 있다. 이러한 방법으로 얻어진 주석 나노입자는 1?20nm 수준으로 얻을 수 있다.
공정 ③에서는 알코올이나 MEK 등 구리 파우더를 넣었을 때 산화를 일으키지 않는 물질을 주석 나노입자와 구리 파우더를 합한 부피만큼 유리 반응기에 넣고 먼저 주석 나노입자를 분산시킨다. 다음으로 분산시킨 주석 나노입자 콜로이드에 구리 파우더를 넣고 교반하며, 초음파를 가하여 섞어 준다. 이때 구리 파우더:주석 나노입자:용매를 49.5:0.5:50 내지 35:15:50의 비율로 하는데, 제품의 용도에 따라 전기전도도가 중요할 경우는 구리 파우더의 부피 비율을 높여주고, 부착 및 소결 품질이 더 요구되는 경우는 주석 나노입자의 부피 비율을 높인다. In the process ③, a substance that does not cause oxidation when copper powder such as alcohol or MEK is added is added to the glass reactor by the volume of tin nanoparticles and copper powder, and the tin nanoparticles are first dispersed. Next, the copper powder is added to the dispersed colloidal tin nanoparticles, and the mixture is mixed with ultrasonic waves. At this time, the ratio of copper powder: tin nanoparticles: solvent is 49.5: 0.5: 50 to 35:15:50. If the electrical conductivity is important according to the use of the product, increase the volume ratio of the copper powder, and attach and sinter If more quality is required, increase the volume fraction of the tin nanoparticles.
공정 ④에서는 잘 섞인 공정 ③의 콜로이드를 동결 건조시켜 구리 파우더에 주석 나노입자가 부착된 복합소재 파우더를 얻는다. 이때 고온에서 건조하면 주석 나노입자가 서로 뭉쳐서 소결 온도에 영향을 주므로 주의 하여야 한다. In
공정 ⑤에서는 공정 ④에서 얻어진 복합 소재를 용도에 맞는 플럭스를 첨가하여 교반하면 복합소재 페이스트가 제조되어 현장에서 바로 사용할 수 있는 단계의 소재가 된다. In
공정 ⑥에서는 공정 ②에서 제조된 주석 나노입자를 구리 파우더와 플럭스를 혼합하여 페이스트 제조기 등을 이용하여 바로 복합소재 페이스트를 제조할 수 있다. 이 경우 구리 파우더에 주석 나노입자의 분포가 약간 균일하지 못한 단점이 있으나 제조공정 단순화의 장점이 있다. In the process (6), the tin nanoparticles prepared in the process (2) are mixed with copper powder and flux, and the composite material paste can be directly prepared using a paste maker. In this case, there is a disadvantage that the distribution of tin nanoparticles in the copper powder is slightly uneven, but there is an advantage of simplifying the manufacturing process.
다음 도 2는 본 발명 복합소재를 전자현미경으로 촬영한 사진과 그 개념도를 나타낸다. 주석 대신 주석합금, 주석 산화물, 납 등과 같이 녹는점이 낮은 금속의 나노입자를 사용하여도 실질적으로 동일한 효과를 얻을 수 있다. 주석 산화물도 소결시 낮은 온도에서 주석으로 환원되어 유사한 효과를 낼수 있다.2 shows a photograph taken with an electron microscope of the composite material of the present invention and a conceptual diagram thereof. Substantially the same effect can be obtained by using nanoparticles of low melting point metal such as tin alloy, tin oxide, and lead instead of tin. Tin oxide can also be reduced to tin at low temperatures during sintering to achieve a similar effect.
구리 파우더 대신 텅스텐, 티타늄, 알루미늄, 스테인레스 스틸과 같은 금속 이나, CNT, 그래핀 등 전기전도도가 높은 물질이나, 알루미나, 세라믹을 사용할 수 있다. 구리 파우더는 구리의 특징인 전기전도도를 증가시키고, 텅스텐, 티타늄은 강도를 증가시키며, 알루미늄은 가벼움과 단단함을 동시에 실현시켜줄 수 있고, CNT나 그래핀은 구리와 같이 전기전도도가 높은 유사한 효과를 얻을 수 있다.Instead of copper powder, metals such as tungsten, titanium, aluminum and stainless steel, materials with high electrical conductivity such as CNT and graphene, alumina and ceramic may be used. Copper powder increases the electrical conductivity of copper, tungsten and titanium increase strength, aluminum can realize lightness and rigidity, and CNT and graphene can achieve similar effects with high conductivity like copper. Can be.
따라서 본 발명은 금속이나 세라믹의 장점을 주석이나 납처럼 녹는점이 낮은 금속을 나노화 하여, 표면에 부착시켜 온도를 160℃ 수준의 낮은 온도에서 소결하여 금속의 표면 산화를 방지하고, 금속이나 세라믹의 장점을 살릴 수 있는 가장 효율적인 복합소재이다.Therefore, in the present invention, the advantages of metals or ceramics are nano-ized metals with low melting point, such as tin or lead, attached to the surface and sintered at a low temperature of 160 ° C to prevent surface oxidation of the metals, and the advantages of metals or ceramics. It is the most efficient composite material that can save.
(주석 나노입자 제조)(Manufacture of Tin Nanoparticles)
전기분해조에 순수 물을 100리터 넣고 염화나트륨을 100그램 희석하여 용해시킨 후 전극으로 주석을 길이 40cm 너비 3cm 두께 1cm의 막대로 제작하여 음극과 양극에 부착 시켰다. 전극에 직류 540볼트가 허여 하였을 때, 초기에는 수 암페어의 전류가 흐르고 약 10분뒤 전해조 내의 염화나트륨 수용액 온도가 오르면서 10 암페어의 전류가 흘렀고, 30분뒤 전해조 내의 염화나트륨 수용액 온도가 98℃ 수준으로 격렬하게 끓으면서 증발하기 시작했다. 이때 전류는 35 암페어에서 45 암페어로 오르락 내리락하며 흘렀다. 이때부터 순수물을 자동으로 급수하는 펌프를 가동하여 물이 증발하여 낮아진 수위를 일정 수준으로 유지시켰다.100 liters of pure water was added to the electrolysis tank, and 100 grams of sodium chloride was dissolved to dissolve the tin. The electrode was made of a rod of 40 cm in length, 3 cm in thickness, and 1 cm in thickness, and attached to the cathode and the anode. When a direct current of 540 volts was applied to the electrode, a few amperes of current initially flowed, and after about 10 minutes, the sodium chloride aqueous solution temperature in the electrolyzer rose, and 10 ampere currents flowed. As it boiled, it began to evaporate. The current flowed up and down from 35 amps to 45 amps. From this time, a pump for automatically supplying pure water was operated so that the water level was reduced to maintain a constant level.
이렇게 12시간이 경과한 후에 전기분해조에 침전된 주석 나노입자 약 100g을 수거하여 세척하고, 냉동동결건조시킨 후 분쇄하여 주석 나노입자를 제조하였다.After 12 hours, about 100 g of the tin nanoparticles precipitated in the electrolytic bath was collected, washed, freeze-dried and ground to prepare tin nanoparticles.
(구리 파우더에 주석 나노입자 부착)(Attach tin nanoparticles to copper powder)
99% 에틸알코올을 유리 용기에 1ℓ 넣은후 20㎖의 부피만큼 입자크기 1?20㎚의 주석 나노입자를 첨가한후 초음파를 가하여 분산시킨다. 여기에 980㎖의 부피만큼 입자크기 1?3㎛의 구리 파우더를 유리 용기안의 에틸알코올에 주석 나노입자가 분산된 콜로이드에 첨가하고 초음파를 가하여 분산 후 냉동 동결건조시켜 복합소재를 제조하였다.1 liter of 99% ethyl alcohol is placed in a glass container, and tin nanoparticles having a particle size of 1-20 nm are added in a volume of 20 ml, followed by dispersion by applying ultrasonic waves. A copper powder having a particle size of 1 to 3 μm was added to the colloid in which tin nanoparticles were dispersed in ethyl alcohol in a glass container, and dispersed by freezing and freeze-drying to prepare a composite material.
(주석 나노입자의 전자현미경 분석)Electron Microscopy Analysis of Tin Nanoparticles
도 3은 전술한 실시예 1에서 얻어진 주석 나노입자의 전자현미경 사진(FE-SEM)으로 「대구?경북 나노부품 실용화 센터」에 분석 의뢰하여 촬영한 것이다. 사진 분석 결과, 초기 입자 95% 이상의 크기가 4?8㎚ 수준으로 매우 균일함을 확인할 수 있었다.FIG. 3 is an electron micrograph (FE-SEM) of the tin nanoparticles obtained in Example 1 described above and photographed by request to the Daegu-Gyeongbuk Nano Parts Commercialization Center. As a result of the photo analysis, the size of 95% or more of the initial particles was found to be very uniform at the 4 ~ 8nm level.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110004332A KR20120082972A (en) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | A complex material obtained by attaching tin nano powder to metal and ceramic powder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110004332A KR20120082972A (en) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | A complex material obtained by attaching tin nano powder to metal and ceramic powder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120082972A true KR20120082972A (en) | 2012-07-25 |
Family
ID=46714503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110004332A KR20120082972A (en) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | A complex material obtained by attaching tin nano powder to metal and ceramic powder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120082972A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103203460A (en) * | 2013-03-14 | 2013-07-17 | 东南大学 | Method for preparing grapheme-Ag nano-particle composite material |
| CN110170648A (en) * | 2019-05-21 | 2019-08-27 | 太原理工大学 | Graphene coated nickel alloy composite granule and preparation method thereof |
| KR20210074145A (en) * | 2019-12-11 | 2021-06-21 | (주)에스지신소재 | Three-dimensional molded body and mhetod for manufacturing of the same |
-
2011
- 2011-01-17 KR KR1020110004332A patent/KR20120082972A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103203460A (en) * | 2013-03-14 | 2013-07-17 | 东南大学 | Method for preparing grapheme-Ag nano-particle composite material |
| CN110170648A (en) * | 2019-05-21 | 2019-08-27 | 太原理工大学 | Graphene coated nickel alloy composite granule and preparation method thereof |
| KR20210074145A (en) * | 2019-12-11 | 2021-06-21 | (주)에스지신소재 | Three-dimensional molded body and mhetod for manufacturing of the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tien et al. | Novel technique for preparing a nano-silver water suspension by the arc-discharge method | |
| CN110405221A (en) | A method for preparing refractory metal nanopowder by direct current arc plasma | |
| JP2015021143A (en) | Silver-coated copper alloy powder and method for producing the same | |
| WO2013108942A1 (en) | Composite prepared by adhering nano-tin to metal and nonmetal powders | |
| CN105328182B (en) | A kind of preparation method of nucleocapsid structure silver copper-clad nano-powder material | |
| KR20120082972A (en) | A complex material obtained by attaching tin nano powder to metal and ceramic powder | |
| JP6332732B2 (en) | Electrode, electrode manufacturing method, electrochemical reduction method, and electrochemical reduction product manufacturing method | |
| CN102969082B (en) | The preparation method of Ag coated Ni composite nano powder electrocondution slurry | |
| CN1936088A (en) | Method and apparatus for directly preparing refractory metal and alloy from metal oxide | |
| CN108360025B (en) | A kind of method for preparing metal by electrolysis of solid state metal sulfide in aqueous solution | |
| Zhang et al. | Low temperature sintering of silver nanoparticle paste for electronic packaging | |
| CN107245729A (en) | Manganese electrodeposition carbon fiber-based graded composite anode material and preparation method thereof | |
| CN107093528B (en) | A kind of three-dimensional grapheme combination electrode material and its preparation method and application | |
| CN105127414B (en) | A kind of preparation method of core shell structure silver nickel coat nano-powder material | |
| CN105018956B (en) | A kind of crystalline silica/carbon is composite porous and preparation method thereof | |
| RU2692759C1 (en) | Lead-carbon metal composite material for electrodes of lead-acid batteries and a method for synthesis thereof | |
| CN112725843B (en) | Electrochemical preparation method of molten salt for carbon-coated low melting point metal nanomaterials | |
| CN105441983B (en) | A kind of preparation method of crome metal | |
| KR101274979B1 (en) | Method for forming coating having carbon nanotube on aluminum alloy and aluminum alloy having the coating | |
| KR20190071116A (en) | Composite for solid oxide membrane, manufacturing method thereof and solid oxide membrane comprising the same | |
| CN1940143A (en) | Production of metal material by composite compound | |
| CN105568321A (en) | Method for preparing titanium-iron alloy | |
| JP5760915B2 (en) | Dispersion liquid for anode of organic electroluminescence device and method for producing anode of organic electroluminescence device | |
| Dechen et al. | Synthesis and Characterization of Gold Nanoparticles Synthesized in Gel and Paper by Electrolysis | |
| CN107162038A (en) | A kind of cuprous oxide powder and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20110117 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20120920 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20130228 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20120920 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |