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초미세 탄화금속 입자와 수소의 제조방법

전문가 제언: ○ 본 발명에서는 플라즈마 공정을 이용한 초미세한 탄화금속 입자의 생산기술을 확립하였다. 이러한 초미세 입자는 값비싼 원료를 대량으로 사용하지 않고 초미세한 입자를 소량 사용하고도 고성능의 슈퍼재료를 개발할 수 있으므로 향후 활용가치가 상당히 높을 것으로 예상된다.

○ 초미세한 탄화금속 입자는 금속 함유 전구체와 탄소 함유 전구체를 고온반응챔버에 넣어 플라즈마 반응을 거쳐 얻어진다. 또한 전구체로부터 일산화탄소와 수소를 발생시킨다. 여기에서 일산화탄소는 이산화탄소로 전환되면서 부가적으로 수소를 생성시키는데, 본 발명은 제조과정 중에 생성된 수소를 재순환시켜 경제적인 방법으로 초미세한 탄화금속 분말을 얻을 수 있는 장점이 있다.

○ 본 발명에서는 고온가열챔버의 가열방식으로 플라즈마 방식을 선정하였지만, 실제로 이외에도 화염용사열분해법, 화염용사법, 전기아크용사법, 연소분말법, 연소와이어법, 고속화염용사법, 전기 핫월(hot wall)법, (슈퍼)폭발용사법 등을 사용할 수 있다. 국내 관련 산업체에서 이러한 설비가 갖추어져 있다면 이를 이용한 자체기술의 개발이 필요하다.

○ 본 발명에 의한 수소(H2) 가스는 이산화탄소로부터 분리되어 재생된다. 재생되는 수소는 캐리어가스, 플라즈마가스, 급랭(quench) 가스, 쉬스(sheath) 가스의 4가지 역할을 한다. 효율적인 반응생성물을 제조하기 위해서는 수소가스 흐름(flow)에 대한 철저한 관리가 대단히 중요하다.

○ 본 발명에 의한 초미세한 탄화금속 입자를 이용한 재료의 개발과제는 값비싼 원료를 대량으로 사용하지 않고 값싼 재료를 소량 사용함으로써 큰 기대효과를 올릴 수 있으므로 향후 국내 관련 산업체에서도 본 발명의 내용을 응용하여 더욱 우수한 성능을 지닌 슈퍼재료(예, armor plate, 노즐 등)의 개발이 이루어지길 기대한다.

○ 본 발명은 미국 국방부의 방위고등연구계획국(DARPA)의 재정지원을 받아 수행되었으며 특허권은 미국정부에 소속되어 있다.

저자: MEYERS, Diane, R
자료유형: 특허정보