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복합재료 제조장치

글쓴이 : Riushop 날짜 : 2016-09-30 (금) 16:32 조회 : 798


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시장조사.jpg

 

본 발명은, 분산매가 공급되는 제1주입관, 분산질이 공급되는 제2 주입관, 분산매와 분산질이 혼합되어 배출되는 토출관이 구비되는 저장부와, 토출관에서 분산매와 분산질이 혼합될 수 있도록 제2주입관 내에서 액상의 자유표면을 아래로 향하게 하는 자유표면 반전부를 포함한다.

 

 

기술분야


본 발명은 복합재료 제조장치에 관한 것으로서, 특히, 비중이 가벼운 분산질을 상대적으로 비중이 무거운 분산매 내부에 연속으로 균일하게 분산시킬 수 있는 복합재료 제조장치에 관한 것이다.

 

 

배경기술


산업기술이 발달함에 따라 소재에 요구되는 특성이 점점 다양화되어 소재 자체의 물성만으로는 요구 특성을 만족하기 어려 워 재료의 복합화에 대한 개발요구가 증대되어가고 있다.


일찍부터 열교환기나 히트 싱크 소재로는 동 및 알루미늄이 널리 이용되어 왔었는데 최근 장치의 고기능, 고효율화로 에너지 밀도가 높아져 방열소재에 대해서도 경량화, 고강도화는 물론 더욱 높은 열전도도가 요구되고 있다.


경량재료인 알루미늄이 일찍부터 이러한 방열 재료로 주목받아 왔는데 방열용 구조재료로서 적당한 기계적 성질을 얻기 위 해서는 합금화가 불가피하며 합금화 는 알루미늄 소재의 가공성이나 기계적 특성은 향상시킬 수 있지만 합금화로 인한 열 및 전기전도성의 저하를 피할 수 없다.


따라서 기계적 성질과 열전도도 및 전기전도도를 동시에 개선하기 위해서는 종래의 야금학적인 방법이 아닌 열 및 전기적 특성이 알루미늄 보다 우수한 탄소나노튜브와 같은 나노물질과 복합화 함으로서 나노물질의 열 및 전기적 성질을 활용함과 동시 에 분산강화에 의한 구조재의 기계적 성질의 개선하려는 기술이 대두되었다.


이와 같은 복합재료 제조방법으로는 일찍부터 분말야금법이 널리 쓰여 왔고 탄소나노튜브의 복합화에도 분말야금법이 적용 되어 일정부분 성과를 보였다. 그러나 분말야금법은 복합재료의 수요증대에 대응하기에는 경제성과 스케일 업에 문제가 있어 주조법에 의한 복합화 기술에 관심이 모아지고 있다.


탄소나노튜브-알루미늄 복합재료를 통상의 주조법으로 제작하고자 할 경우 분산질인 탄소나노튜브를 분산매인 알루미늄 용 탕에 침지시켜야 하는 문제를 우선적으로 해결하여야 하는데 탄소나노튜브-알루미늄계 복합재료에서는 분산질의 비중이 분산 매 보다 적어 부력으로 인해 침지가 어렵다.


본 발명은 이와 같이 탄소나노튜브-알루미늄계 복합재료와 같이 분산질이 분산매 보다 가벼운 재료의 복합화에 관한 기술이다.


본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2010-0008733호(2010년 1월 26일 공개, 발명의 명칭 : 공유 결합 탄소 나노튜브를 갖는 복합 소재로 구성된 히트싱크)에 개시되어 있다.

 

 

문제점


일반적인 탄소나노튜브는 알루미늄과 비교하여 비중이 가볍고 알루미늄에 대한 분산성이 낮기 때문에 알루미늄 용탕 중에 쉽게 혼입되지 않아 분말야금법이나 알루미늄박에 탄소나노튜브를 적층시키는 기술이 사용되므로 알루미늄 탄소나노튜브 복 합소재를 양산하기 어려운 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.


본 발명은 비중이 가벼운 분산질을 상대적으로 비중이 무거운 분산매 내부에 균일하게 분산시킬 수 있는 복합재료 제조장치 를 제공하는 데 그 목적이 있다.

 

 

해결과제


본 발명은, 분산매가 공급되는 제1주입관과 분산질이 공급되는 제2주입관과 분산매와 분산질이 혼합되어 배출되는 토출관 이 구비되는 저장부; 및 상기 토출관에서 분산매와 분산질이 혼합될 수 있도록 상기 제2주입관 내에서 액상의 자유표면을 아래 로 향하게 하는 자유표면 반전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.


또한, 본 발명의 상기 저장부는 'ㅁ' 모양의 관재로 이루어지고, 상기 토출관은 상기 저장부로부터 상측으로 연장되는 것을 특징으로 한다.


또한, 본 발명의 상기 자유표면 반전부는, 상기 저장부 내부에 유도전류를 공급하는 코일; 및 상기 제2주입관과 상기 토출관 의 연결부위에 설치되는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.


또한, 본 발명의 상기 전자석은 상기 코일의 유도전류의 방향과 직교되는 방향으로 자기장이 형성되도록 설치하여 로렌츠 힘 을 제어하는 것을 특징으로 한다.


또한, 본 발명은, 상기 토출관에 설치되고 복합 소재를 냉각시키는 냉각부; 및 상기 냉각부에서 배출되는 복합 소재를 상측으로 당기는 인출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

 

 

효과


본 발명에 따른 복합소재 제조장치는 중력장 내에서 비중이 가벼운 분산질을 비중이 무거운 분산매의 하부에서 공급함으로 써, 분산질이 분산매의 상부로 부력에 의해 함침되어 자연스럽게 이동함으로서 분산질이 고르게 분포된 복합 소재를 용이하게 제조할 수 있는 이점이 있다.


또한, 본 발명에 따른 복합 소재 제조장치는 분산매 내부에 분산질이 고르게 분산된 용탕을 상측으로 이동시키면서 연속적으 로 냉각, 응고시키며 배출하므로 복합소재를 양산할 수 있는 이점이 있다. 

 

 

본고는 [한국생산기술연구원] 이경환, 이긍화, 김현종, 이상목, 신제식, 이영철 등의 발표자료를 요약한 것이다.



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