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용융염전해법에 의한 Al-Li합금 제조법

전문가 제언: ○ 가장 가볍고 비강도가 가장 높은 Al-Li 합금의 용융염 전해 원료는 LiCl, Li2CO3를 사용하여 전해 하지만 실제 주전해 원료는 LiCl이다. 용융염 전해법에서 음극은 텅스텐 선으로 접선된 용융알루미늄이고 양극은 흑연봉을 사용하여 Al-Li합금을 제조하는데 Li2CO3를 원료로 사용할경우는 LiCl 전해 시스템에 추가한 다공질Al2O3 도가니 양극실에 리튬탄산염을 투입하여 전해하는 특수방법에 관한 것이다.

○ Li용융염전해 원료인 LiCl, KCl, NaCl 등은 모두 특급시약을 사용하지만 취급 시에 수분이 흡습함으로 용융된 염화물 용액에 정제된 염산가스를 취입시켜서 수분과 산소 등의 불순물을 제거하여야 한다.

○ Li용융염전해 주원료 LiCl은 간수중에 혼합되어 있는 것을 탄산염처리하여 Li2CO3로 회수하고 정제한 리튬탄산염을 염산과 반응시켜서 LiCl을 제조하고 또 정제공정을 거쳐서 순수한 LiCl을 제조하기 때문에 고가이다. 중간 제품인 Li2CO3는 LiCl보다 저가이기 때문에 용융염 전해 원료로 사용한 발상은 경제적 특징이 있다. 특히 Li2CO3는 우리나라에서도 Li이온 2차전지 원료로 많이 사용하기 때문에 염수에서 회수하는 기술을 발전시킬 필요가 있다고 생각된다.

○ 고순도 Li2CO3를 용융염 전해원료로 사용할 시에 리튬탄산염을 양극실에서 용융된 후 CO2를 취입하여 수분과 산화물을 다 제거 시키고 얻은 투명한 결정을 파쇄할 시 흡습 안하도록 해야한다. 용융염 전해 온도는 700℃이고 리튬탄산염의 융점이 618℃이므로 해리하는 데는 문제가 없다고 생각되고 또 탄산염의 분해온도는 1310℃이므로 하소반응에 의하여 CO2발생은 없다고 생각된다.

○ Al--Li합금은 가볍고 강도가 높고 피로강도와 피로수명이 우수하여 듈라루민에 대체하여 항공기의 구조재료로 유망한 재료이다. 우리나라 한국과학기술연구소에서도 1990년대 중반에 01470합금을 개량 연구한 일도 있지만 현재 이 계통에는 많이 연구되지 않고 있는 실정이고 에어버스회사 등에서는 Al-Li합금을 항공기부품으로 검토하고 있는 실정이므로 우리나라도 검토할 필요가 있다고 생각된다.

저자: SATO Yuzuru
자료유형: 학술정보