(57)【要約】  本出願は、金属合金フォームの製造方法を提供する。本出願では、均一に形成された気孔を含み、目的とする気孔を有しつつ機械的特性に優れた金属合金フォームを形成し得る金属合金フォームの製造方法と前記のような特性を有する金属合金フォームを提供し得る。また、本出願では、薄い厚さのフィルムまたはシート状でありつつ前記言及した物性が確保される金属合金フォームを速い工程時間内に形成し得る方法及びそのような金属合金フォームを提供し得る。
2019534377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対透磁率が９０以上であり、伝導度が８ＭＳ／ｍ以上である第１金属及び前記第１金属とは異なる第２金属とを含む金属成分を含むグリーン構造体を焼結する段階を含むことを特徴とする金属合金フォームの製造方法。
【請求項２】
第１金属は、ニッケル、鉄またはコバルトであることを特徴とする請求項１に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項３】
第２金属は、銅、亜鉛、マンガン、クロム、インジウム、スズ、モリブデン、銀、白金、金、アルミニウム及びマグネシウムからなる群より選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項４】
金属成分は、第１金属を重量を基準として３０重量％以上含むことを特徴とする請求項１に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項５】
金属成分は、平均粒径が０．１〜２００μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項６】
グリーン構造体は、第１及び第２金属を含む金属成分、分散剤及びバインダーを含むスラリーを使用して形成することを特徴とする請求項１に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項７】
分散剤は、アルコールであることを特徴とする請求項６に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項８】
バインダーは、アルキルセルロース、ポリアルキレンカーボネートまたはポリビニルアルコール化合物であることを特徴とする請求項６に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項９】
スラリーは、金属成分１００重量部に対して、１０〜５００重量部の分散剤を含むことを特徴とする請求項６に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項１０】
スラリーは、金属成分１００重量部に対して、５〜２００重量部のバインダーを含むことを特徴とする請求項６に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項１１】
スラリーは、分散剤１００重量部に対して、３〜５００重量部のバインダーを含むことを特徴とする請求項６に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項１２】
グリーン構造体の焼結は、前記構造体に電磁気場を印加して実行することを特徴とする請求項１に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項１３】
電磁気場は、１００Ａ〜１，０００Ａ範囲内の電流を印加して形成することを特徴とする請求項１２に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項１４】
電磁気場は、１００ｋＨｚ〜１，０００ｋＨｚ範囲内の周波数で電流を印加して形成することを特徴とする請求項１２に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項１５】
電磁気場は、１分〜１０時間の範囲内の時間の間印加することを特徴とする請求項１２に記載の金属合金フォームの製造方法。
【請求項１６】
相対透磁率が９０以上であり、伝導度が８ＭＳ／ｍ以上である第１金属及び前記第１金属とは異なる第２金属の合金を含み、気孔度が４０％〜９９％の範囲内であり、引張強度が２．５ＭＰａ以上であることを特徴とする金属合金フォーム。
【請求項１７】
厚さが２，０００μｍ以下であるフィルムまたはシート状であることを特徴とする請求項１６に記載の金属合金フォーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互引用
本出願は、２０１６年１０月１４日に出願された大韓民国特許出願第１０−２０１６−０１３３３５３号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み入れるものとする。
【０００２】
技術分野
本出願は、金属合金フォームの製造方法及び金属合金フォームに関する。
【背景技術】
【０００３】
金属フォーム（ｍｅｔａｌ  ｆｏａｍ）は、軽量性、エネルギー吸収性、断熱性、耐火性または環境親和性などの多様で且つ有用な特性を備えることで、軽量構造物、輸送機械、建築資材またはエネルギー吸収装置などを含む多様な分野に適用され得る。また、金属合金フォームは、高い比表面積を有するだけでなく、液体、気体などの流体または電子の流れをより向上させ得るので、熱交換装置用基板、触媒、センサー、アクチュエータ、２次電池、燃料電池、ガス拡散層（ＧＤＬ：ｇａｓ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）またはマスフローコントローラ（ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  ｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ) などに適用されて有用に使用され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願は、均一に形成された気孔を含み、目的とする気孔度を有しつつ機械的強度に優れた金属合金フォームを製造し得る方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願で用語「金属合金フォーム」または「金属骨格」は、２種以上の金属を主成分として含む多孔性構造体を意味する。前記で「金属を主成分とする」とは、金属合金フォームまたは金属骨格の全体重量を基準として金属の割合が５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上または９５重量％以上である場合を意味する。前記主成分として含まれる金属の割合の上限は、特別に制限されず、例えば、１００重量％であり得る。
【０００６】
本出願で用語「多孔性」は、気孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が少なくとも３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、７５％以上または８０％以上である場合を意味し得る。前記気孔度の上限は、特別に制限されず、例えば、約１００％未満、約９９％以下または約９８％以下程度であり得る。前記で気孔度は、金属合金フォームなどの密度を計算して公知された方式で算出し得る。
【０００７】
本出願の金属合金フォームの製造方法は、少なくとも２種の金属を含む金属成分を含むグリーン構造体を焼結する段階を含み得る。本出願で用語「グリーン構造体」は、前記焼結などのように金属合金フォームを形成するために実行する工程を経る前の構造体、すなわち、金属合金フォームが生成される前の構造体を意味する。また、前記グリーン構造体は、多孔性グリーン構造体と呼ばれるとしても、必ずしもそれ自体で多孔性である必要はなく、最終的に多孔性の金属構造体である金属合金フォームを形成し得るものであれば、便宜上多孔性グリーン構造体と呼称できる。
【０００８】
本出願で前記グリーン構造体は、第１金属と、前記第１金属とは異なる第２金属と、を含む金属成分を含んで形成し得る。
【０００９】
一つの例示で、前記第１金属としては、適正な相対透磁率と伝導度を有する金属が適用できる。このような金属の適用は、本出願の一つの例示として前記焼結で後述する誘導加熱方式が適用される場合に該当方式による焼結が円滑に実行されるようにし得る。
【００１０】
例えば、前記第１金属としては、相対透磁率が９０以上である金属が用いられる。前記で相対透磁率（μｒ）は、該当物質の透磁率（μ）と真空内の透磁率（μ０）の割合（μ／μ０）である。本出願で使用する前記第１金属は、相対透磁率が９５以上、１００以上、１１０以上、１２０以上、１３０以上、１４０以上、１５０以上、１６０以上、１７０以上、１８０以上、１９０以上、２００以上、２１０以上、２２０以上、２３０以上、２４０以上、２５０以上、２６０以上、２７０以上、２８０以上、２９０以上、３００以上、３１０以上、３２０以上、３３０以上、３４０以上、３５０以上、３６０以上、３７０以上、３８０以上、３９０以上、４００以上、４１０以上、４２０以上、４３０以上、４４０以上、４５０以上、４６０以上、４７０以上、４８０以上、４９０以上、５００以上、５１０以上、５２０以上、５３０以上、５４０以上、５５０以上、５６０以上、５７０以上、５８０以上または５９０以上であり得る。前記相対透磁率は、その数値が高いほど後述する誘導加熱のための電磁気場の印加時に一層高い熱を発生するようになるので、その上限は特別に制限されない。一つの例示で、前記相対透磁率の上限は、例えば、約３００，０００以下であり得る。
【００１１】
第１金属は、伝導性金属であり得る。本出願で用語「伝導性金属」は、２０℃での伝導度が、約８ＭＳ／ｍ以上、９ＭＳ／ｍ以上、１０ＭＳ／ｍ以上、１１ＭＳ／ｍ以上、１２ＭＳ／ｍ以上、１３ＭＳ／ｍ以上または１４．５ＭＳ／ｍ以上である金属またはそのような合金を意味し得る。前記伝導度の上限は特別に制限されず、例えば、約３０ＭＳ／ｍ以下、２５ＭＳ／ｍ以下または２０ＭＳ／ｍ以下であり得る。
【００１２】
本出願で前記のような相対透磁率と伝導度を有する第１金属は、単純に伝導性磁性金属とも呼称できる
【００１３】
前記のような相対透磁率と伝導度を有する第１金属を適用することで、後述する誘導加熱工程が進行する場合に焼結をより効果的に進行し得る。このような第１金属としては、ニッケル、鉄またはコバルトなどが例示できるが、これに制限されるものではない。
【００１４】
前記金属成分は、前記第１金属とともに前記第１金属とは異なる第２金属を含み得、これによって、最終的に金属合金フォームが形成できる。前記第２金属としては、前記言及した第１金属と同一の範囲の相対透磁率及び／または伝導度を有する金属が用いられ、そのような範囲以外の相対透磁率及び／または伝導度を有する金属が用いられる。また、第２金属は、１種が含まれるか、２種以上が含まれてもよい。このような第２金属の種類は、第１金属とは異なる種類である限り、特別に制限されず、例えば、銅、リン、モリブデン、亜鉛、マンガン、クロム、インジウム、スズ、銀、白金、金、アルミニウムまたはマグネシウムなどから第１金属とは異なる金属を１種以上適用し得るが、これに制限されるものではない。
【００１５】
金属成分内で前記第１及び第２金属の割合は、特別に制限されない。例えば、前記第１金属が後述する誘導加熱工法の適用時に適切なジュール熱を発生させるように第１金属の割合が調節できる。例えば、前記金属成分は、前記第１金属を全体金属成分の重量を基準として３０重量％以上含み得る。他の例示で、前記金属成分内の前記第１金属の割合は、約３５重量％以上、約４０重量％以上、約４５重量％以上、約５０重量％以上、約５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上または９０重量％以上であり得る。前記第１金属の割合の上限は、特別に制限されず、例えば、約１００重量％未満または９５重量％以下であり得る。しかし、前記割合は例示的な割合である。例えば、電磁気場の印加による誘導加熱によって発生する熱は、加える電磁気場の強度、金属の電気伝導度と抵抗などによって調節が可能であるので、前記割合は具体的な条件に応じて変更できる。
【００１６】
グリーング構造体を形成する金属成分は、粉末（ｐｏｗｄｅｒ）形態であり得る。例えば、前記金属成分内の金属は、平均粒径が約０．１μｍ〜約２００μｍの範囲内にあり得る。前記平均粒径は、他の例示で、約０．５μｍ以上、約１μｍ以上、約２μｍ以上、約３μｍ以上、約４μｍ以上、約５μｍ以上、約６μｍ以上、約７μｍ以上または約８ μｍ以上であり得る。前記平均粒径は、他の例示で、約１５０μｍ以下、１００μｍ以下、９０μｍ以下、８０μｍ以下、７０μｍ以下、６０μｍ以下、５０μｍ以下、４０μｍ以下、３０μｍ以下または２０μｍ以下であり得る。前記第１及び第２金属としては、互いに平均粒径が相違であるものを適用してもよい。前記平均粒径は、目的とする金属合金フォームの形態、例えば、金属合金フォームの厚さや気孔度などを考慮して適切な範囲を選択し得るが、これは特別に制限されない。
【００１７】
前記グリーン構造体は、前記第１及び第２金属を含む金属成分とともに分散剤とバインダーを含むスラリーを使用して形成し得る。
【００１８】
前記で分散剤として使われる成分は、特別に制限されず、例えば、アルコールが適用できる。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ペンタノール、オクタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、グリセロール、テキサノール（ｔｅｘａｎｏｌ）またはテルピネオール（ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）などのような炭素数１〜２０の１価アルコールまたはエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサンジオール、オクタンジオールまたはペンタンジオールなどのような炭素数１〜２０の２価アルコールまたはその以上の多価アルコールなどが使用できるが、その種類は前記に制限されるものではない。
【００１９】
前記分散剤のスラリー内での割合は、分散性などを考慮して選択できるもので、特別に制限されず、例えば、前記分散剤は、前記金属成分１００重量部に対して、約１０〜５００重量部の割合でスラリー内に存在できるが、これに制限されるものではない。前記割合は、他の例示で、約１５重量部以上、約２０重量部以上または約２５重量部以上であり得る。また、前記割合は、例えば、約４５０重量部以下、約４００重量部以下、約３５０重量部以下、約３００重量部以下、約２５０重量部以下、約２００重量部以下、約１５０重量部以下、約１００重量部以下または約５０重量部以下であり得る。
【００２０】
前記スラリーは、必要な場合にバインダーを追加して含み得る。このようなバインダーの種類は、特別に制限されず、スラリーの製造時に適用された金属成分や分散剤または溶媒などの種類によって適切に選択できる。例えば、前記バインダーとしては、メチルセルロースまたはエチルセルロースなどの炭素数１〜８のアルキル基を有するアルキルセルロース、ポリプロピレンカーボネートまたはポリエチレンカーボネートなどの炭素数１〜８のアルキレン単位を有するポリアルキレンカーボネートまたはポリビニルアルコールまたはポリ酢酸ビニルなどのポリビニルアルコール系バインダーなどが例示できるが、これに制限されるものではない。
【００２１】
前記バインダーは、前記金属成分１００重量部に対して、約５〜２００重量部の割合でスラリー内に存在し得るが、これに制限されるものではない。すなわち、前記割合は、目的とするスラリーの粘度やバインダーによる維持効率などを考慮して制御され得る。前記割合は、他の例示で、約１０重量部以上、約２０重量部以上、約３０重量部以上、約４０重量部以上、約５０重量部以上、約６０重量部以上、約７０重量部以上、約８０重量部以上または約９０重量部以上であり得る。前記割合は、例えば、約１９０重量部以下、約１８０重量部以下、約１７０重量部以下、約１６０重量部以下、約１５０重量部以下、約１４０重量部以下、約１３０重量部以下、約１２０重量部以下または約１１０重量部以下であり得る。
【００２２】
前記バインダーは、前記分散剤１００重量部に対して、約３〜５００重量部の割合でスラリー内に存在し得るが、これに制限されるものではない。すなわち、前記割合は、目的とする分散度、スラリー粘度やバインダーによる維持効率などを考慮して制御され得る。前記割合は、他の例示で、約１０重量部以上、約２０重量部以上、約３０重量部以上、約４０重量部以上、約５０重量部以上、約６０重量部以上、約７０重量部以上、約８０重量部以上、約９０重量部以上、約１００重量部以上、約１５０重量部以上、約２００重量部以上または約２５０重量部以上であり得る。前記割合は、例えば、約４５０重量部以下、約４００重量部以下、約３５０重量部以下、約３００重量部以下、約２５０重量部以下、約２００重量部以下、約１５０重量部以下、約１００重量部以下または約５０重量部以下であり得る。
【００２３】
スラリーは、必要に応じて、溶媒を追加で含み得る。溶媒としては、スラリーの成分、例えば、前記金属成分や高分子粉末などの溶解性を考慮して適切な溶媒が用いられる。例えば、溶媒としては、誘電定数が約１０〜１２０の範囲内にあるものを使用し得る。前記誘電定数は、他の例示で、約２０以上、約３０以上、約４０以上、約５０以上、約６０以上または約７０以上であるか、約１１０以下、約１００以下または約９０以下であり得る。このような溶媒としては、水やエタノール、ブタノールまたはメタノールなどの炭素数１〜８のアルコール、ＤＭＳＯ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）、ＤＭＦ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｆｏｒｍａｍｉｄｅ）またはＮＭＰ（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｏｎｅ）などが例示できるが、これに制限されるものではない。
【００２４】
溶媒は、前記金属成分１００重量部に対して、約１〜１００重量部の割合でスラリー内に存在し得るが、これに制限されるものではない。
【００２５】
スラリーは、前記言及した成分外に追加として必要な公知の添加剤を含んでもよい。
【００２６】
前記のようなスラリーを使用して前記グリーン構造体を形成する方式は、特別に制限されない。金属フォームの製造分野ではグリーン構造体を形成するための多様な方式が公知にされており、本出願ではこのような方式がいずれも適用できる。例えば、前記グリーン構造体は、適正な型板（ｔｅｍｐｌａｔｅ）に前記スラリーを維持したり、あるいはスラリーを適正な方式でコーティングして前記グリーン構造体を形成し得る。
【００２７】
このようなグリーン構造体の形態は、目的とする金属合金フォームによって決まるのであって、特別に制限されない。一つの例示で、前記グリーン構造体は、フィルムまたはシート状であり得る。例えば、前記構造体がフィルムまたはシート状である際に、その厚さは、２，０００μｍ以下、１，５００μｍ以下、１，０００μｍ以下、９００μｍ以下、８００μｍ以下、７００μｍ以下、６００μｍ以下、５００μｍ以下、４００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約９０μｍ以下、約８０μｍ以下、約７０μｍ以下、約６０μｍ以下または約５５μｍ以下であり得る。金属合金フォームは、多孔性である構造的特徴上、一般的に壊れやすい特性を有するので、フィルムまたはシート状、特に薄い厚さのフィルムまたはシート状で製作が困難であり、製作しても容易に壊れる問題がある。しかし、本出願の方式によると、薄い厚さでありつつ内部に均一に気孔が形成され、機械的特性に優れた金属合金フォームの形成が可能である。前記で構造体の厚さの下限は、特別に制限されない。例えば、前記フィルムまたはシート状の構造体の厚さは、約１０μｍ以上、２０μｍ以上または約３０μｍ以上であり得る。
【００２８】
前記のような方式で形成されたグリーン構造体を焼結して金属合金フォームを製造し得る。このような場合に、前記金属合金フォームを製造するための焼結を実行する方式は、特別に制限されず、公知にされた焼結法を適用し得る。すなわち、適切な方式で前記グリーン構造体に適正な量の熱を印加する方式で前記焼結を進行し得る。
【００２９】
前記既存の公知の方式とは異なる方式として、本出願では、前記焼結を誘導加熱方式で実行し得る。すなわち、上述のように、金属成分が所定透磁率と伝導度の第１金属を含むため、誘導加熱方式が適用できる。このような方式により、均一に形成された気孔を含みつつ、機械的特性が優秀であり、気孔度も目的とする水準に調節された金属合金フォームの製造が円滑に行われる。
【００３０】
前記で誘導加熱は、電磁気場が印加されると、特定の金属から熱が発生する現象である。例えば、適切な伝導性と透磁率を有する金属に電磁気場を印加すると、金属に渦電流（ｅｄｄｙ  ｃｕｒｒｅｎｔｓ）が発生し、金属の抵抗によりジュール熱（Ｊｏｕｌｅ  ｈｅａｔｉｎｇ）が発生する。本出願では、このような現象を通じた焼結工程を実行し得る。本出願では、このような方式を適用して金属合金フォームの焼結を短時間内に実行し得るので、工程性を確保し、同時に気孔度が高い薄膜形態でありつつ機械的強度に優れた金属合金フォームを製造し得る。
【００３１】
したがって、前記焼結工程は、前記グリーン構造体に電磁気場を印加する段階を含み得る。前記電磁気場の印加によって前記金属成分の第１金属から誘導加熱現象によりジュール熱が発生し、これによって、構造体は焼結され得る。この時、電磁気場を印加する条件は、グリーン構造体内の第１金属の種類及び割合などによって決定されるのであって、特別に制限されない。例えば、前記誘導加熱は、コイルなどの形態で形成された誘導加熱器を使用して進行し得る。また、誘導加熱は、例えば、１００Ａ〜１，０００Ａ程度の電流を印加して実行し得る。前記加わる電流の大きさは、他の例示で、９００Ａ以下、８００Ａ以下、７００Ａ以下、６００Ａ以下、５００Ａ以下または４００Ａ以下であり得る。前記電流の大きさは、他の例示で、約１５０Ａ以上、約２００Ａ以上または約２５０Ａ以上であり得る。
【００３２】
誘導加熱は、例えば、約１００ｋＨｚ〜１，０００ｋＨｚの周波数で実行し得る。前記周波数は、他の例示で、９００ｋＨｚ以下、８００ｋＨｚ以下、７００ｋＨｚ以下、６００ｋＨｚ以下、５００ｋＨｚ以下または４５０ｋＨｚ以下であり得る。前記周波数は、他の例示で、約１５０ｋＨｚ以上、約２００ｋＨｚ以上または約２５０ｋＨｚ以上であり得る。
【００３３】
前記誘導加熱のための電磁気場の印加は、例えば、約１分〜１０時間の範囲内で実行し得る。前記印加時間は、他の例示で、約９時間以下、約８時間以下、約７時間以下、約６時間以下、約５時間以下、約４時間以下、約３時間以下、約２時間以下、約１時間以下または約３０分以下であり得る。
【００３４】
前記言及した誘導加熱条件、例えば、印加電流、周波数及び印加時間などは、上述のように伝導性磁性金属の種類及び割合などを考慮して変更され得る。
【００３５】
前記グリーン構造体の焼結は、前記言及した誘導加熱のみによって実行したり、必要な場合に、前記誘導加熱、すなわち、電磁気場の印加と共に適切な熱を印加しつつ実行してもよい。
【００３６】
また、本出願は、金属合金フォームに関する。前記金属合金フォームは、上述の方法により製造されたものであり得る。このような金属合金フォームは、例えば、上述の第１金属を少なくとも含み得る。金属合金フォームは、前記第１金属を重量を基準として３０重量％以上、３５重量％以上、４０重量％以上、４５重量％以上または５０重量％以上含み得る。他の例示で、前記金属合金フォーム内の第１金属の割合は、約５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上または９０重量％以上であり得る。前記第１金属の割合の上限は、特別に制限されず、例えば、約１００重量％未満または９５重量％以下であり得る。
【００３７】
前記金属合金フォームは、気孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が約４０％〜９９％の範囲内であり得る。言及したように、本出願の方法によると、均一に形成された気孔を含みつつ、気孔度と機械的強度を調節し得る。前記気孔度は、５０％以上、６０％以上、７０％以上、７５％以上または８０％以上であるか、９５％以下または９０％以下であり得る。
【００３８】
前記金属合金フォームは、薄膜のフィルムまたはシート状でも存在し得る。一つの例示で、金属合金フォームは、フィルムまたはシート状であり得る。このようなフィルムまたはシート状の金属合金フォームは、厚さが、２，０００μｍ以下、１，５００μｍ以下、１，０００μｍ以下、９００μｍ以下、８００μｍ以下、７００μｍ以下、６００μｍ以下、５００μｍ以下、４００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約９０μｍ以下、約８０μｍ以下、約７０μｍ以下、約６０μｍ以下または約５５μｍ以下であり得る。例えば、前記フィルムまたはシート状の金属合金フォームの厚さは、約１０μｍ以上、約２０μｍ以上、約３０μｍ以上、約４０μｍ以上、約５０μｍ以上、約１００μｍ以上、約１５０μｍ以上、約２００μｍ以上、約２５０μｍ以上、約３００μｍ以上、約３５０μｍ以上、約４００μｍ以上、約４５０μｍ以上または約５００μｍ以上であり得る。
【００３９】
前記金属合金フォームは、優れた機械的強度を有し、例えば、引張強度が、２．５ＭＰａ以上、３ＭＰａ以上、３．５ＭＰａ以上、４ＭＰａ以上、４．５ＭＰａ以上または５ＭＰａ以上であり得る。また、前記引張強度は、約１０ＭＰａ以上、約９ＭＰａ以上、約８ＭＰａ以上、約７ＭＰａ以上または約６ＭＰａ以下であり得る。このような引張強度は、例えば、常温でＫＳ  Ｂ  ５５２１により測定できる。
【００４０】
このような金属合金フォームは、多孔性の金属構造体が必要である多様な用途で活用され得る。特に、本出願の方式によると、上述のように目的とする水準の気孔度を有しつつ機械的強度に優れた薄いフィルムまたはシート状の金属合金フォームの製造が可能であるため、既存に比べて金属合金フォームの用途を拡大し得る。
【発明の効果】
【００４１】
本出願では、均一に形成された気孔を含み、目的とする気孔度を有しつつ、機械的特性に優れた金属合金フォームを形成し得る金属合金フォームの製造方法と前記のような特性を有する金属合金フォームを提供する。本出願では、薄い厚さのフィルムまたはシート状でありつつ前記言及した物性が確保される金属合金フォームを形成し得る方法及びそのような金属合金フォームを提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例で形成された金属合金に対するＸＲＤ分析の結果である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、実施例及び比較例を通じて本出願を詳しく説明するが、本出願の範囲が下記実施例により限定されるものではない。
【００４４】
〔実施例１〕
第１金属として、２０℃での伝導度が約１４．５ＭＳ／ｍであり、相対透磁率が約６００程度であるニッケル（Ｎｉ）を使用し、第２金属として、銅（Ｃｕ）を使用して、前記第１金属と第２金属を約９９：１の重量割合（Ｎｉ：Ｃｕ）で混合して金属成分を形成した。前記で第１金属であるニッケルの平均粒径は、約１０μｍ程度であり、銅の平均粒径は、約５μｍ程度であった。前記金属成分と分散剤であるテキサノールとバインダーであるエチルセルロースを５０：１５：５０の重量割合（金属成分：分散剤：バインダー）で混合してスラリーを製造した。前記スラリーを石英プレート上にフィルム形態でコーティングしてグリーン構造体を形成した。引き続き、前記グリーン構造体を約１２０℃の温度で６０分程度乾燥処理した。その後、還元雰囲気の造成のために、水素／アルゴンガスでパージングしつつコイル形態の誘導加熱器で電磁気場を前記グリーン構造体に印加した。電磁気場は、約３５０Ａの電流を約３８０ｋＨｚの周波数で印加して形成し、電磁気場は、約５分間印加した。電磁気場の印加後に、焼結されたグリーン構造体を水に入れて、超音波（ｓｏｎｉｃａｔｉｏｎ）洗浄してフィルム形態の厚さが約３９μｍ水準であるニッケル−銅合金シートを製造した。前記製造されたニッケル−銅シートの気孔度は、約８０．３％水準であり、引張強度は、約４．３ＭＰａ程度であった。図１は、実施例で製造された合金に対するＸＲＤデータである。図面を参照すると、ＸＲＤのピークがＮｉ単独のピークからＮｉとＣｕの合金ピークにシフティングされていることが分かり（図１の矢印方向へのシフティング）、これを通じて合金が形成されたことが分かる。
【００４５】
〔実施例２〕
金属成分での第１及び第２金属の重量割合（Ｎｉ：Ｃｕ）を９７：３に変更したこと以外は、実施例１と同一の方式でフィルム形態の厚さが約３８μｍ水準であるニッケル−銅合金シートを製造した。前記製造されたニッケル−銅合金シートの気孔度は、約７９．９％水準であり、引張強度は、約５．４ＭＰａ程度であった。
【００４６】
〔実施例３〕
金属成分での第１及び第２金属の重量割合（Ｎｉ：Ｃｕ）を９５：５に変更したこと以外は、実施例１と同一の方式でフィルム形態の厚さが約４０μｍ水準であるニッケル−銅合金シートを製造した。前記製造されたニッケル−銅合金シートの気孔度は、約８０．５％水準であり、引張強度は、約５．３ＭＰａ程度であった。
【００４７】
〔実施例４〕
金属成分での第１及び第２金属の重量割合（Ｎｉ：Ｃｕ）を９：１に変更したこと以外は、実施例１と同一の方式でフィルム形態の厚さが約４５μｍ水準であるニッケル−銅合金シートを製造した。前記製造されたニッケル−銅合金シートの気孔度は、約７９．９％水準であり、引張強度は、約５．４ＭＰａ程度であった。
【００４８】
〔実施例５〕
金属成分での第１及び第２金属の重量割合（Ｎｉ：Ｃｕ）を８：２に変更したこと以外は、実施例１と同一の方式でフィルム形態の厚さが約３８μｍ水準であるニッケル−銅合金シートを製造した。前記製造されたニッケル−銅合金シートの気孔度は、約７９．１％水準であり、引張強度は、約５．４ＭＰａ程度であった。
【００４９】
〔実施例６〕
金属成分での第１及び第２金属の重量割合（Ｎｉ：Ｃｕ）を１：１に変更したこと以外は、実施例１と同一の方式でフィルム形態の厚さが約３８μｍ水準であるニッケル−銅合金シートを製造した。前記製造されたニッケル−銅合金シートの気孔度は、約７９．５％水準であり、引張強度は、約５．２ＭＰａ程度であった。
【００５０】
〔参考例〕
金属成分での第１金属であるニッケルのみを適用したこと以外は、実施例１と同一の方式でフィルム形態の厚さが約４４μｍ水準であるニッケル−銅合金シートを製造した。前記製造されたニッケル−銅合金シートの気孔度は、約８１．５％水準であり、引張強度は、約４．２ＭＰａ程度であった。
【図１】
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【国際調査報告】
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