WO2016060379A1 - Metal foam and powder composite laminate structure - Google Patents

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WO2016060379A1
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laminate structure
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metal composite
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최성환
박만호
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주식회사 알란텀
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    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/02Layer formed of wires, e.g. mesh

Abstract

A metal composite laminate structure is provided. A metal composite laminate structure according to one embodiment of the present invention comprises: a metal foam layer comprising a plurality of open cells; and a metal powder layer positioned on the metal foam layer, coming into contact with the upper surface of the metal foam layer, and comprising a metal powder, wherein the metal powder is distributed from the upper surface of the metal foam layer to the lower part thereof and is filled in at least a part of the open cells positioned inside of the metal foam layer, and the contact surface of the metal foam layer and the metal powder layer can have irregular flexure.

Description

【명세서】  【Specification】
【발명의 명칭】  [Name of invention]
금속 픔과 분말의 복합 적층 구조체  Composite laminate structure of metal sore and powder
【기술분야】  Technical Field
금속 복합 적층 구조체가 제공된다.  A metal composite laminate structure is provided.
【배경기술】  Background Art
일반적으로, 금속 품 (metal foam)은 금속재료 내부에 수 많은 기포를 가진 다공질 (porous) 금속을 지칭한다.  In general, metal foam refers to a porous metal having many bubbles in the metal material.
이러한 금속 품은 내부에 포함된 기포의 형상에 따라 개방형 샐 타입 (open cel l type) 또는 폐쇄형 샐 타입 (closed cel l type)로 구분된다. 개방형 셀은 기포들이 상호 연결되어 있는 형상으로 존재하여 이 기포들을 따라 기체나 유체의 통과가 용이하다. 반면 폐쇄형 셀은 기포들이 서로 연결되어 있지 않고 독립적으로 존재하여 기체나 유체의 통과가 용이하지 않다.  Such metal products are classified into an open cel l type or a closed cel l type according to the shape of bubbles contained therein. Open cells exist in a shape where the bubbles are interconnected to facilitate passage of gas or fluid along the bubbles. On the other hand, in closed cells, bubbles are not connected to each other and exist independently, so that gas or fluid cannot be easily passed.
개방형 셀을 갖는 금속 품의 경우 그 구조가 인체의 뼈와 유사하여 구조가 안정하며, 단위 체적당 표면적 비가 극도로 크면서도 경량이라는 물리적 특징 때문에 다양한 용도로 사용될 수 있다.  In the case of a metal product having an open cell, its structure is similar to that of a human body, and its structure is stable. The surface area per unit volume can be used for various purposes due to its physical characteristics such as extremely large and light weight.
이러한 금속 품은 배터리 전극, 연료전지의 부품, 매연 여과장치용 필터, 오염제어 장치, 촉매 지지체, 오디오 부품과 같은 다양한 산업분야에 사용되고 있다.  Such metal products are used in various industrial fields such as battery electrodes, fuel cell parts, filters for soot filtration devices, pollution control devices, catalyst supports, and audio parts.
특히, 개방형 셀 (open cel l )을 포함하는 금속 품의 경우ᅳ 파우더 입자의 내부 충진이 용이할 수 있고, 이에 따라 다양한 분야에 적용이 가능하다.  Particularly, in the case of a metal product including an open cell, it may be easy to internally fill powder particles, and thus may be applied to various fields.
【발명의 상세한 설명】  [Detailed Description of the Invention]
【기술적 과제】  [Technical problem]
본 발명의 일 실시예는 내구성이 향상되고, 두께가 얇으며, 우수한 기체 흐름율을 나타내는 금속 복합 적층 구조체를 제공하가위한 것이다.  One embodiment of the present invention is to provide a metal composite laminate structure having improved durability, thin thickness, and excellent gas flow rate.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 적용될 수 있다.  In addition to the above object, embodiments according to the present invention can be applied to achieve other objects not specifically mentioned.
【기술적 해결방법】  Technical Solution
본 발명의 일 실시예에서는 복수의 개방형 샐을 포함하는 금속 폼 층, 그리고 금속 품 층 위에 위치하고, 금속 품 층의 상부 표면과 접촉하고, 금속 파우더를 포함하는 금속 파우더 층을 포함하고, 금속 파우더는 상기 금속 품 층의 상부 표면부터 하부까지 분포되어 있고, 금속 품 층의 내부에 위치하는 개방형 셀의 적어도 일부에 충진되어 있고, 금속 품 층과 금속 파우더 층의 접촉 면은 불규칙한 굴곡을 갖는 금속 복합 적층 구조체를 제공한다. In one embodiment of the present invention, a metal foam layer comprising a plurality of open sals, and positioned over the metal article layer, in contact with the upper surface of the metal article layer, A metal powder layer comprising powder, the metal powder being distributed from the top surface to the bottom of the metal part layer, filled in at least a portion of an open cell located inside the metal part layer, The contact surface of the metal powder layer provides a metal composite laminate structure with irregular bends.
금속 품 층은 불규칙한 가지 (branch) 형상을 갖는 복수의 개방형 샐을 포함할 수 있다. ᅳ  The metal part layer may include a plurality of open cells having an irregular branch shape. ᅳ
금속 복합 적층 구조체는 금속 파우더가 금속 품 층의 내부에 위차하는 개방형 샐의 적어도 일부에 충진돠어, 기체가 통과 가능한 상호 연결된 복수의 기공을 포함할 수 있다.  The metal composite laminate structure may include a plurality of interconnected pores filled with at least a portion of the open sal in which the metal powder is located inside the metal part layer, through which gas may pass.
기공의 평균 크기는 약 0.2 내지 10.0 마이크로미터일 수 있다.  The average size of the pores may be about 0.2 to 10.0 micrometers.
복수의 개방형 셀의 평균 직경은 약 200 내지 3000 마이크로미터일 수 있다.  The average diameter of the plurality of open cells may be about 200 to 3000 micrometers.
금속 복합 적층 구조체는 약 10 내지 80 %의 기공도를 가질 수 있다.  The metal composite laminate structure may have a porosity of about 10 to 80%.
금속 파우더의 평균 입도는 약 1 내지 72 마이크로미터일 수 있다.  The average particle size of the metal powder may be about 1 to 72 micrometers.
금속 복합 적층 구조체의 두께 방향으로 압력을 가해 기체를 통과시키는 경우, 시간 (min) 당 기체 흐름율 (L/min)의 비는 약 0.5 내지 1.5일 수 있다. 금속 파우더 층의 두께는 약 0.05 내지 5麵일 수 있다.  When pressure is applied in the thickness direction of the metal composite laminate structure to pass the gas, the ratio of the gas flow rate (L / min) per time (min) may be about 0.5 to 1.5. The thickness of the metal powder layer may be about 0.05 to 5 microns.
금속 복합 적층 구조체의 두께는 약 으 5 내지 10 mm일 수 있다.  The thickness of the metal composite laminate structure may be about 5 to 10 mm.
금속 폼은 Ni , NiCr 합금, NiCrAl 합금, NiFeCrAl 합금, CoNi 합금, 또는 CuMn 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.  The metal foam may comprise at least one of Ni, NiCr alloy, NiCrAl alloy, NiFeCrAl alloy, CoNi alloy, or CuMn alloy.
【발명의 효과】  【Effects of the Invention】
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 품과 분말의 복합 적층 구조체는 미세기공을 가지며, 두께가 얇고, 두께 방향으로의 우수한 기체 흐름율을 나타낼 수 있다.  The composite laminate structure of metal and powder according to an embodiment of the present invention has micropores, is thin, and may exhibit excellent gas flow rate in the thickness direction.
【도면의 간단한 설명】  [Brief Description of Drawings]
도 1은 실시예 1에서 제조된 금속 복합 적층 구조체의 단면을 약 50배율로 촬영한 광학현미경 사진이다.  1 is an optical microscope photograph of a cross section of a metal composite laminate structure prepared in Example 1 at about 50 times magnification.
도 2a 내지 도 2c는 실시예 1에 따른 금속 파우더 층의 표면을 500 , 1000, 2000의 배율로 각각 촬영한 SEM사진이다.  2a to 2c are SEM images of the surface of the metal powder layer according to Example 1 at magnifications of 500, 1000, and 2000, respectively.
도 3a 내지 도 3c는 실시예 1에서 제조된 금속 복합 적층 구조체의 절단면을 200 배율로, 금속 파우더 층의 단면을 1000의 배율로, 금속 파우더 층과 금속 품 층의 경계 부근을 1000의 배율로 각각 촬영한 SEM사진이다. 3A to 3C are views of the metal composite laminate structure prepared in Example 1 SEM images were taken at 200 magnifications, at 1000 magnifications of the cross section of the metal powder layer, and at 1000 magnifications around the boundary between the metal powder layer and the metal product layer.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 금속 복합 적층 구조체와 모습을 나타낸 모식도이다.  Figure 4 is a schematic diagram showing the appearance and the metal composite laminate structure manufactured according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 복합 적층 구조체의 제조방법을 단계별로 나타낸 그림이다.  5 is a step-by-step diagram illustrating a method of manufacturing a metal composite laminate structure according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실험예에 따라 측정된 시간 및 기체 압력 변화에 따른 기체 흐름율을 나타낸 그래프이다.  Figure 6 is a graph showing the gas flow rate with time and gas pressure change measured in accordance with the experimental example of the present invention.
도 7은 본 발명의 실험예에서 측정된 기체 흐름율 데이터를 이용하여, 금속 복합 적층 구조체 내의 기공 크기 당 분포도를 나타낸 그래프이다.  FIG. 7 is a graph showing a distribution ratio per pore size in a metal composite laminate structure using gas flow rate data measured in an experimental example of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 복합 적층 구조체의 평균 기공 크기당 평균 분포 정도를 나타낸 그래프이다.  8 is a graph showing the average distribution of the average pore size of the metal composite laminate structure according to an embodiment of the present invention.
【발명을 실시하기 위한 형태】  [Form to carry out invention]
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.  DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily practice the present invention.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에: 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다. The invention may be embodied in many different forms and the embodiments described herein: not limited. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and in the case of well-known technology, a detailed description thereof is omitted.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에 " 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에'' 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.  In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said "on" another part, this includes not only the other part "directly" but also another part in the middle. On the other hand, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle. Conversely, when a part such as a layer, film, area, or plate is "below" another part, this includes not only the other part "below" but also another part in the middle. When a part is "just below" another part, there is no other part in the middle.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함 "한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구상요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a component, Unless otherwise stated, it means that the other spherical elements may be included, but may further include other components.
이하, 본 발명의 일 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.  Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, by which the present invention is not limited and the present invention is defined only by the scope of the claims to be described later.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 복합 적층 구조체의 단면을 약 50의 배율로 촬영한 광학현미경 사진이다.  1 is an optical microscope photograph of a cross section of a metal composite laminate structure according to an embodiment of the present invention at a magnification of about 50. FIG.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서는 복수의 개방형 셀을 포함하는 금속 품 층, 그리고 금속 품 층 위에 위치하고, 금속 폼 층의 상부 표면과 접촉하고, 금속 파우더를 포함하는 금속 파우더 층을 포함하는 금속 복합 적충 구조체를 제공한다. ' Referring to FIG. 1, in an embodiment of the present invention, a metal part layer including a plurality of open cells, and a metal powder layer positioned on the metal part layer, in contact with the upper surface of the metal foam layer, and including a metal powder It provides a metal composite locust structure comprising. '
금속 품은 Ni , NiCr 합금, NiCrAl 합금, NiFeCrAl 합금, CoNi 합금, 또는 CuMn 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 금속 품의 형태는 시트 (sheet ) 형태일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 금속 폼의 복수의 개방형 셀은 가지 (branch) 형상을 가질 수 있다.  The metal product may include at least one of Ni, NiCr alloy, NiCrAl alloy, NiFeCrAl alloy, CoNi alloy, or CuMn alloy. The shape of the metal article may be in the form of a sheet, but is not limited thereto. The plurality of open cells of the metal foam may have a branch shape.
또한, 금속 파우더는 상기 금속 품 층의 상부 표면부터 하부까지 분포되어 있고, 금속 폼 층의 내부에 위치하는 개방형 셀의 적어도 일부에 충진되어 있고, 금속 품 층과 금속 파우더 층의 접촉 면은 불규칙한 굴곡을 가질 수 있다. 금속 파우더는 Ni , NiCr 합금, NiCrAl 합금, NiFeCrAl 합금, CoNi 합금, 또는 CuMn 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.  In addition, the metal powder is distributed from the top surface to the bottom of the metal part layer, filled in at least a portion of the open cell located inside the metal foam layer, the contact surface of the metal part layer and the metal powder layer is irregularly curved Can have The metal powder may include at least one of Ni, NiCr alloy, NiCrAl alloy, NiFeCrAl alloy, CoNi alloy, or CuMn alloy.
금속 품 층은 불규칙한 가지 형상을 갖는 복수의 개방형 셀을 포함할 수 있다.  The metal article layer may comprise a plurality of open cells having an irregular branch shape.
금속 복합 적층 구조체는 금속 파우더가 금속 품 층의 내부에 위치하는 개방형 셀의 적어도 일부에 층진되어, 기체가 통과 가능한 미세한 복수의 기공을 포함할 수 있다.  The metal composite laminate structure may include a plurality of minute pores in which metal powder is layered in at least a portion of an open cell in which the metal powder is located inside the metal part layer.
복수의 기공의 평균 크기는 약 0.2 내지 10.0 마이크로미터 일 수 있다. 상기 범위 내에서는, 기체의 균일한 흐름성을 유지할 수 있으며, 기체를 흔합시킬 수 있다.  The average size of the plurality of pores may be about 0.2 to 10.0 micrometers. Within this range, it is possible to maintain uniform flowability of the gas and to mix the gas.
복수의 개방형 샐의 평균 직경은 약 200 내지 3000 마이크로미터일 수 있다. 상기 평균 직경 범위 내에서, 복수의 개방형 셀 내부의 적어도 일부에 층진되는 금속 파우더가 적절히 내부로 침투하여 균일하게 충진될 수 있다. The average diameter of the plurality of open sal may be about 200 to 3000 micrometers. Within at least a portion of the plurality of open cells within the average diameter range The layered metal powder can be properly infiltrated inside and uniformly filled.
금속 복합 적층 구조체는 약 10 내지 80 %의 기공도를 가질 수 있다. 상기 기공도 범위 내에서, 두께 방향으로 일정하게 유체를 투과시킬 수 있어, 다양한 기술분야에 대한 적용이 용이할 수 있다.  The metal composite laminate structure may have a porosity of about 10 to 80%. Within the porosity range, the fluid may be constantly transmitted in the thickness direction, and thus may be easily applied to various technical fields.
금속 파우더의 평균 입도는 약 1 내지 72 마이크로미터일 수 있다. 상기 평균 직경 범위 내에서, 금속 파우더가 복수의 개방형 셀 내부의 적어도 일부에 적절히 내부로 침투하여 균일하게 층진될 수 있다.  The average particle size of the metal powder may be about 1 to 72 micrometers. Within the above average diameter range, the metal powder may be properly infiltrated into at least a portion of the inside of the plurality of open cells and uniformly layered.
금속 복합 적층 구조체의 두께 방향으로 압력을 가해 기체를 통과시키는 경우, 시간 (min) 당 기체 흐름율 (L/min)의 비는 약 0.5 내지 1.5일 수 있다. 상기 범위 내에서, 금속 파우더 층 두께 0.05mm이고, 금속 복합 적층 구조체 두께 0.5隱 일때 시간당 기체 흐름율의 비는 약 0.5이며, 금속 파우더 층 두께 When pressure is applied in the thickness direction of the metal composite laminate structure to pass the gas, the ratio of the gas flow rate (L / min) per time (min) may be about 0.5 to 1.5. Within the above range, the metal powder layer thickness is 0.05mm, the metal composite laminate structure thickness is 0.5 隱, the ratio of gas flow rate per hour is about 0.5, the metal powder layer thickness
5隱와 금속 복합 적층 구조체 두께 10隱 일때 시간당 기체 흐름율의 비는 약The ratio of gas flow rate per hour is about 5 隱 and the thickness of the metal composite laminate is 10 隱.
1.5이며, 이에 따라 금속 파우더 층과 금속 품 두께 변화를 통하여 기체 흐름율을 용이하게 제어할 수 있다. 1.5, and thus the gas flow rate can be easily controlled through the change of the metal powder layer and the metal part thickness.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 금속 복합 적층 구조체의 모습을 나타낸 모식도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 복합 적층 구조체의 제조방법을 단계별로 나타낸 그림이다.  Figure 4 is a schematic diagram showing the state of the metal composite laminate structure manufactured according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a step-by-step illustration of the manufacturing method of the metal composite laminate structure according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 복합 적층 구조체는 지지체 위에 금속 파우더 및 바인더를 포함하는 용액을 균일하게 도포하는 단계 (S1) , 지지체 위에 코팅된 금속 파우더 및 바인더를 포함하는 용액 층 위에 금속 폼을 위치시키는 단계 (S2) , 금속 품 상부에 압력을 인가하는 단계 (S3), 그리고 열처리를 통한 소결 단계 (S4)를 포함할 수 있다.  Referring to Figure 5, the metal composite laminate structure according to an embodiment of the present invention uniformly applying a solution containing a metal powder and a binder on a support (S1), comprising a metal powder and a binder coated on a support Positioning the metal foam on the solution layer (S2), applying a pressure to the upper part of the metal (S3), and sintering step (S4) through the heat treatment may be included.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 복합 적층 구조체의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.  Hereinafter, a method of manufacturing a metal composite laminate structure according to an embodiment of the present invention will be described in detail for each step.
먼저, 지지체 위에 금속 파우더 및 바인더를 포함하는 용액을 균일하게 코팅하는 단계 (S1)는 균일한 두께를 갖도록 금속 파우더 및 바인더를 포함하는 흔합용액을 지지체 위에 도포하는 단계이다. 이때, 도포는 테이프케스팅, 슬러리 코팅일 수 있다. 또한 상기 지지체는, 예를 들어, 트레이 (tray) 형태일 수 있다.  First, uniformly coating a solution including a metal powder and a binder on a support (S1) is a step of applying a mixed solution including the metal powder and a binder onto the support to have a uniform thickness. In this case, the coating may be tape casting or slurry coating. In addition, the support may be, for example, in the form of a tray.
다음으로, 지지체 위에 코팅된 금속 파우더 및 바인더를 포함하는 용액 층 위에 금속 품을 위치시키는 단계 (S2)는 일정 두께를 가지는 용액 층과 금속 품 간의 적층 구조를 형성시키는 단계이다. Next, a solution layer comprising a metal powder and a binder coated on the support Positioning the metal article (S2) is a step of forming a laminated structure between the metal layer and the solution layer having a predetermined thickness.
다음으로, 금속 품 상부에 압력을 인가하는 단계 (S3)는 용액 층과 금속 폼간의 밀착 및 상호 접착력 향상을 시킬 수 있다. 또한, 이 단계 (S3)를 통하여, 금속 파우더가 금속 품 층의 상부 표면부터 하부까지 분포되고, 금속 폼 층의 내부에 위치하는 개방형 셀의 적어도 일부에 층진되게 된다. 금속 폼 층 내부의 복수의 개방형 셀에 금속 파우더가 용이하게 침투하여 적어도 일부가 층진될 수 있도록 적층 구조의 두께 방향으로 압력을 인가하는 단계이다. 이때, 압력의 인가는 로딩 ( loading) 부재를 이용하여 균일한 압력으로 인가될 수 있다.  Next, the step (S3) of applying a pressure on the upper part of the metal product can improve the adhesion between the solution layer and the metal foam and mutual adhesion. In addition, through this step (S3), the metal powder is distributed from the upper surface to the lower part of the metal part layer and is layered on at least a part of the open cell located inside the metal foam layer. The pressure is applied in the thickness direction of the laminated structure so that the metal powder easily penetrates into the plurality of open cells inside the metal foam layer and at least a part thereof is layered. In this case, the application of pressure may be applied at a uniform pressure using a loading member.
다음으로, 열처리를 통한 소결 단계 (S4)는 금속 파우더 및 금속 파우더 층이 금속 품 층과 보다 안정적인 결합을 유지할 수 있도록 가열하는 단계이다. 이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.  Next, the sintering step S4 through heat treatment is a step of heating the metal powder and the metal powder layer to maintain a more stable bond with the metal product layer. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following Examples.
<실시예 1>금속복합적층구조체의 제조  Example 1 Fabrication of Metal Laminated Structure
먼저 , 트레이 (tray) 위에 Ni 금속 파우더 및 바인더를 포함하는 용액을 균일한 두께로 도포한다. 이때, 트레이 위에 도포되는 용액 층의 평균 두께는 약 0.5mm 이다. 다음으로, 상기 용액 층 위에 약 450마이크로미터의 두께에 가로 약 140隱, 세로 약 140mm 인 Ni 금속 품 시트를 적층시킨다. 다음으로, 적층된 상기 금속 폼 시트의 상부에 로딩 ( loading) 부재를 위치시키고, 이를 이용하여 적층면의 수직방향으로, 유압 프레스를 이용하여 약 lOkgf의 압력으로 가압한다. 다음으로, 상기 로딩 부재 및 압력을 제거하고, 상기 금속 품 시트와 용액 층이 적층된 구조물을 약 1100의 은도에서 약 1시간 동안 열처리를 수행하여 금속 복합 적층 구조체를 제조한다.  First, a solution containing Ni metal powder and a binder is applied on a tray with a uniform thickness. At this time, the average thickness of the solution layer applied on the tray is about 0.5 mm. Next, a Ni metal article sheet having a thickness of about 140 microns and a length of about 140 mm is laminated on the solution layer at a thickness of about 450 micrometers. Next, a loading member is placed on top of the laminated metal foam sheet, and is pressed in the vertical direction of the laminated surface using the hydraulic press at a pressure of about lOkgf using a hydraulic press. Next, the loading member and the pressure are removed, and the metal laminate and the layer of the solution layer are laminated on the structure for about 1 hour at about 1100 silver to prepare a metal composite laminate.
도 1은 실시예 1에서 쩨조된 금속 복합 적층 구조체의 단면을 약 50배율로 촬영한 광학현미경 사진이다.  1 is an optical microscope photograph taken at about 50 times the cross section of a metal composite laminate structure fabricated in Example 1. FIG.
도 1을 참고하면, 황금색으로 나타나는 금속 파우더가 금속 품 층의 표면에 박막을 형성하고 있고 점의 형상으로 금속 파우더가 금속 품 층의 내부에 층진되어 있는 것을 확인할 수 있다. 또한 금속 폼 층 자체의 단면은 황금색으로 가지 (branch) 형상으로 나타나고, 이는 금속 품에서 복수의 개방형 셀의 계면을 나타낸다. Referring to FIG. 1, it can be seen that the metal powder, which appears in gold, forms a thin film on the surface of the metal product layer, and the metal powder is layered inside the metal product layer in the? In addition, the cross section of the metal foam layer itself is golden and appears as a branch, which is a plurality of open types in the metal part. The interface of the cell is shown.
도 2a 내지 도 2c는 실시예 1에 따른 금속 파우더 층의 표면을 500, 1000, 2000의 배율로 각각 촬영한 SEM 사진이다. 도 2a 내지 도 2c를 참고하면, 금속 파우더가 불규칙한 기공을 갖는 상태로 서로 연결되어 있다. 도 3a 내지 도 3c는 실시예 1에서 제조된 금속 복합 적층 구조체의 절단면을 200 배율로, 금속 파우더 층의 단면을 1000의 배율로, 금속 파우더 충과 금속 품 층의 경계 부근을 1000의 배율로 각각 촬영한 SEM사진이다.  2A to 2C are SEM images of the surface of the metal powder layer according to Example 1 at magnifications of 500, 1000, and 2000, respectively. 2A to 2C, the metal powders are connected to each other with irregular pores. 3A to 3C are photographed at 200 magnifications of the cut surface of the metal composite laminate structure prepared in Example 1, at 1000 magnifications of the cross section of the metal powder layer, and at 1000 magnifications of the vicinity of the boundary between the metal powder filling and the metal product layer. One SEM picture.
도 1 내지 도 3에서 검정색 부분은 빈 공간을 나타낸다. In FIG. 1 to FIG. 3, the black portions represent empty spaces.
<실험예 >흐름율 및 기공크기 측정 Experimental Example Measurement of flow rate and pore size
실시예 1에서 제조된 금속 복합 적층 구조체의 기체 투과도와 기공 크기를 알아보기 위하여 하기와 같은 실험을 수행한다.  In order to determine the gas permeability and pore size of the metal composite laminate structure prepared in Example 1, the following experiment was performed.
모세관 흐름 기공측정기 (capi l l ary f low porometer , PMI , CFP -1200- AEL)를 사용하여, 기공측정을 위해 Porewick (또는 SUwick, water ) 등의 높은 표면장력 (surface t ens ion)을 갖는 액체에 시편을 넣어 기공을 막은 다음에 , 공기압으로 압력을 서서히 을리면서 기공크기, 분포 및 통기도 등을 측정하는 장비이며, 그 결과를 도 6에 나타내고 있다.  Use a capillary f low porometer (PMI, CFP-1200-AEL) to measure high porosity liquids such as Porewick (or SUwick, water) for pore measurements. After inserting the specimen to block the pores, the device is a device for measuring the pore size, distribution and air permeability while gradually reducing the pressure by air pressure, and the results are shown in FIG.
Automated Capi l l ary Flow Porometer를 이용하여 기공크기 분포를 측정하는 원리는 다음과 같다. 먼저 시편의 기공도를 측정하기 위해서 낮은 표면장력과 낮은 증기압을 갖고 있는 유체를 사용하여 시편을 완전히 함침시켜서 모든 기공에 유체가 채워지도록 한 후 압축공기를 이용하여 서서히 압력을 증가시킨다. 압축공기압이 증가됨에 따라 시편내부에서 가장 큰 기공을 갖고 있는 부위에서 표면장력은 일정한 임계점을 초과하여 압축공기가 유체를 투과한다. 그리고 계속적으로 압축공기의 압력이 증가됨에 따라, 압축공기는 작은 기공에 포함된 유체도 투과한다. 압축공기가 점차적으로 모든 기공에 포함된 유체를 투과한다. 이와 같은 공정 후 유체가 제거된 상태에서 다시 한번 압축공기압을 증가시켜 투과에 따른 압축 공기양 및 압력을 측정한다. 이와 같은 방법에 의해 측정된 압축 공기양과 압력의 관계는 도 6과 같이 나타낼 수 있으며, 이를 이용하여 최대, 최소 평균 기공의 크기 및 분포상태를 파악할 수 있다.  The principle of measuring pore size distribution using an automated capillary flow porometer is as follows. First, to measure the porosity of the specimen, use a fluid with low surface tension and low vapor pressure to completely impregnate the specimen so that all pores are filled with fluid, and then gradually increase the pressure using compressed air. As the compressed air pressure increases, the surface tension at the site with the largest pores inside the specimen exceeds the certain threshold and the compressed air penetrates the fluid. And as the pressure of the compressed air is continuously increased, the compressed air also permeates the fluid contained in the small pores. Compressed air gradually penetrates the fluid contained in all pores. After such a process, the compressed air pressure is increased once again in the state where the fluid is removed to measure the amount and pressure of compressed air according to permeation. The relationship between the amount of compressed air and the pressure measured by the above method may be represented as shown in FIG. 6, and the maximum and minimum average pore size and distribution state may be determined using the same.
도 6은 시간 변화 및 기체 압력 변화에 따른 기체 흐름율을 나타낸 그래프이다. 여기서, 그래프 ②는 건조 기체를 투과시킨 경우이고, 그래프 ①은 습윤 기체를 투과시킨 경우이고, 그래프 ③은 반건조 (hal f-dry) 기체를 투과시킨 경우의 그래프이다. 도 6을 참조하면, 가로축은 압력 (pressure psi )이고, 세로축은 기체 흐름율 ( f low rate) (L/min) 이다.  6 is a graph showing gas flow rate with time change and gas pressure change. Here, the graph ② is a case where the dry gas is permeated, the graph ① is a case where the wet gas is permeated, and the graph ③ is a graph when the semi-dry gas is permeated. With reference to FIG. 6, the horizontal axis is pressure psi and the vertical axis is f low rate (L / min).
여기서, PMI사의 Automated Perm—porometer를 이용하여 습윤 기체를 투과 시킨 경우 (도 6의 그래프 ①)의 데이터 값과 하기의 계산식을 이용하여, 금속 복합 적층 구조체의 기공 크기 (직경 )를 계산하여 도 7에 나타내고 있다. 도 7을 참조하면, 가로축은 기공 직경 (pore di ameter ) (/ m)이고, 세로축은 기공 크기 분포도 (pore size distribution) (갯수)이다. - [계산식 1] - D=4y/p Here, the pore size (diameter) of the metal composite laminate structure was calculated by using the data value of the case where the wet gas was permeated using the PMI's Automated Perm—porometer (graph ① of FIG. 6) and the following calculation formula. It is shown in. Referring to Figure 7, the horizontal axis is the pore diameter (pore di ameter) (/ m), the vertical axis is the pore size The pore size distribution (number). -[Calculation 1]-D = 4y / p
여기서 , D는 기공의 직경이고, p는 차압이고, γ은 습윤유체 (wet ting fluid)의 표면 장력이다.  Where D is the pore diameter, p is the differential pressure, and γ is the surface tension of the wetting fluid.
또한, 상기 두 번째 기체를 투과 시킨 동일한 실험을 5~10 회 반복 수행하여, 얻어진 데이터 값과 상기 계산식 1을 이용하여, 평균 기공 크기 (직경 )에 대한 기공 분포도를 계산하여, 도 8에 나타내고 있다. 도 8을 참조하면 , 가로축은 평균 기공 직경 (average pore diameter)(//m)이고, 세로축은 기공 크기 분포도 (pore size distribution) (갯수)이다.  In addition, the same experiment in which the second gas was permeated was repeatedly performed 5 to 10 times, and the pore distribution of the average pore size (diameter) was calculated using the data value and the above equation 1, and is shown in FIG. 8. . Referring to FIG. 8, the horizontal axis is the average pore diameter (// m), and the vertical axis is the pore size distribution (number).
도 8을 참조하면, 실시예 1에서 제조된 금속 복합 적층 구조체의 대다수 기공은 평균적으로 약 1 이하의 기공 크기를 갖는 것을 알 수 있다. 이를 통해, 금속 폼 층 내부에 균일하게 금속 파우더가 층진되어 있음을 간접적으로 확인할 수 있다.  Referring to FIG. 8, it can be seen that most pores of the metal composite laminate structure prepared in Example 1 have a pore size of about 1 or less on average. Through this, it can be indirectly confirmed that the metal powder is uniformly layered inside the metal foam layer.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.  Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

Claims

【청구의 범위】 [Range of request]
【청구항 1】  [Claim 1]
복수의 개방형 셀을 포함하는 금속 폼 층, 그리고  A metal foam layer comprising a plurality of open cells, and
상기 금속 폼 층 위에 위치하고, 상기 금속 품 층의 상부 표면과 접촉하고, 금속 파우더를 포함하는 금속 파우더 층  A metal powder layer overlying the metal foam layer, in contact with the top surface of the metal article layer, and comprising a metal powder
을 포함하고,  Including
상기 금속 파우더는 상기 금속 폼 층의 상부 표면부터 하부까지 분포되어 있고, 상기 금속 품 층의 내부에 위치하는 개방형 셀의 적어도 일부에 충진되어 있고, 상기 금속 품 층과 상기 금속 파우더 층의 접촉 면은 불규칙한 굴곡을 갖는 금속 복합 적층 구조체.  The metal powder is distributed from the top surface to the bottom of the metal foam layer, is filled in at least a portion of the open cell located inside the metal article layer, the contact surface of the metal article layer and the metal powder layer is Metal composite laminate structure with irregular bends.
【청구항 2】  [Claim 2]
제 1항에서,  In claim 1,
상기 금속 품 층은 불규칙한 가지 (branch) 형상을 갖는 복수의 개방형 샐을 포함하는 금속 복합 적층 구조체.  And the metal part layer includes a plurality of open cells having an irregular branch shape.
【청구항 3】.  [Claim 3].
제 2항에서,  In paragraph 2,
상기 금속 복합 적층 구조체는,  The metal composite laminate structure is,
상기 금속 파우더가 상기 금속 품 층의 내부에 위치하는 개방형 셀의 적어도 일부에 층진되어, 기체가 통과 가능한 상호 연결된 복수의 기공을 포함하고,  The metal powder is laminated in at least a portion of an open cell located inside the metal part layer, the gas powder comprising a plurality of interconnected pores through which gas can pass;
상기 기공의 평균 크기는 0.2 내지 10.0 마이크로미터인 금속 복합 적층 구조체 ·  Metal composite laminate structure wherein the average size of the pores is 0.2 to 10.0 micrometers
【청구항 4】  [Claim 4]
제 2항에서,  In paragraph 2,
상기 복수의 개방형 셀의 평균 직경은 200 내지 3000 마이크로미터인 금속 복합 적층 구조체 .  An average diameter of the plurality of open cells is 200 to 3000 micrometers metal composite laminate structure.
【청구항 5】  [Claim 5]
제 2항에서,  In paragraph 2,
상기 금속 파우더의 평균 입도는 1 내지 72 마이크로미터인 금속 복합 적층 구조체. The average particle size of the metal powder is 1 to 72 micrometers metal composite laminate structure.
【청구항 6】 [Claim 6]
거 U항에서,  In U-port,
상기 금속 파우더 층의 두께는 0.05 내지 5 瞧인 금속 복합 적층 구조체.  The metal composite layer has a thickness of 0.05 to 5 mm in thickness.
【청구항 7】 [Claim 7]
제 1항에서,  In paragraph 1,
상기 금속 복합 적층 구조체의 두께는 0.5 내지 10 隱인 금속 복합 적층 구조체 . ' The metal composite laminate structure thickness of 0.5 to 10 kPa metal composite laminate structure. '
【청구항 8】  [Claim 8]
저 U항에서,  At that U port,
상기 금속 품은 Ni , NiCr 합금, NiCrAl 합금, NiFeCrAl 합금, CoNi 합금, 또는 CuMn 합금 중 적어도 하나를 포함하는 금속 복합 적층 구조체.  The metal product is a metal composite laminate structure comprising at least one of Ni, NiCr alloy, NiCrAl alloy, NiFeCrAl alloy, CoNi alloy, or CuMn alloy.
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