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고열전도성 탄소 복합재의 제품 및 제조방법

전문가 제언: ○ 흑연은 우수한 열 및 전기전도성, 저 마찰, 고열 및 부식 저항으로 인해 전자, 원자력, 용선가공, 코팅 및 항공 등의 다양한 응용에 사용된다. 예를 들면, 흑연은 알루미늄, 구리 등과 같은 금속을 대체하기 위한 열 교환 또는 열 싱크의 재료로서 제안되었다. 그러나 흑연은 취성 및 낮은 충격저항으로 인해 실제로 가혹한 환경에서 적용은 한계가 있다.

○ 또한, 흑연은 탄소 층에 평행한 방향으로 높은 열전도도(thermal conductivity)를 갖지만, 흑연이 탄소 층에 수직방향으로는 매우 낮은 열전도성을 갖는다. 이와 같은 이방성 열전도도는 흑연의 열전도성 또는 열 방출 특성의 전반적인 효율성에 악영향을 줄 수 있다.

○ 종래의 기술은 탄소 미세구조-탄소 미세 구조 사이 및 탄소 미세구조-바인더 및 필러 사이에 공극이 생기므로, 그 부분에 공기 등으로 단열되어, 탄소 복합재의 열전도성을 저하시키는 단점 등이 있다.

○ 이 특허출원은 금속 바인더가 탄소 미세구조내에 탄소 미세구조와 공극사이에 틈새 공간에 배열되어 고르게 분산, 결합 및 계면 밀착성을 향상시키고, 약 500～30,000 psi의 압력과 약 3,500～14,000 ℃의 온도에서 충전 조성물을 압축하여 고열전도도와 기계적 강도의 개선과 함께 고온 내부식성을 향상시킨 새로운 탄소 복합재를 제조하였다.

○ 이 특허가 탄소 복합재를 개발하기 위한 국내 업계에 미치는 영향은 크지 않을 것이다. 다만, 이 특허에서 흑연과 특히 금속 바인더로서, 예를 들면 각종 금속 중에 경량이면서 열전도율이 좋은 Al계에다 다른 금속들과 또한, 이 특허의 청구 범위가 아니지만, 선택 사항인 예를 들면, Si계 필러 등과 조합 등은 더 친밀하고 높은 열전도화를 위한 핵심기술이므로 관련 선행기술에 대한 세밀한 조사가 필요하다.

○ 탄소 복합재는 일반적으로 열전도도가 높고, 가볍고, 기계적 강도 등의 특성을 가진다. 향후 이들 탄소 복합재는 방열 또는 열 교환 소자를 위한 핵심 소재임으로 열 싱크, 냉각 시스템, 열방사 부품 또는 열교환기 등에 적용하기 위해 국내에서도 많은 연구가 필요하다.

저자: BAKER HUGHES INC？[US]
자료유형: 니즈특허정보