KR102153964B1 - Complex powder by surface coating and fabricating method of the same - Google Patents

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Abstract

복합 분말이 제공된다. 상기 복합 분말은, 베이스 코어, 및 탄소층을 포함하는 기능성 물질을 포함하고, 상기 베이스 코어의 적어도 일부를 둘러싸는 코팅층을 포함하되, 상기 기능성 물질은 산소 대비 탄소의 비율이 16 이상인 것을 포함할 수 있다. A composite powder is provided. The composite powder includes a base core, and a functional material including a carbon layer, and includes a coating layer surrounding at least a portion of the base core, wherein the functional material includes a ratio of carbon to oxygen of 16 or more. have.

Description

기능성 소재 표면코팅에 의한 복합소재 및 그 제조방법 {Complex powder by surface coating and fabricating method of the same}Composite powder by surface coating and fabricating method of the same}

본 발명은 기능성 소재 표면코팅에 의한 복합소재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 베이스 코어, 및 상기 베이스 코어를 둘러싸는 탄소 코팅층을 포함하는 기능성 소재 표면코팅에 의한 복합소재 및 그 제조방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a composite material by surface coating of a functional material, and a method for manufacturing the same, and more specifically, to a composite material by surface coating of a functional material including a base core and a carbon coating layer surrounding the base core, and a method of manufacturing the same. Related.

기능성 소재의 코팅기술은 전자소재, 항공소재, 자동차 등 기계 부품소재, 방열소재, 열전소재 등 산업 전반적으로 기존 재료의 한계점을 뛰어 넘기 위해 활발히 연구되고 있다. 코팅하고자 하는 재료의 형상과 특징에 따라 부분적으로 특화된 코팅방법 (예: 스핀코팅, 바코팅, 딥코팅, 스프레이 코팅 등) 들을 사용하고 있지만, 코팅에서 발생되는 기능성 나노소재 용액의 손실(loss)와 특정 형상에서만 적용될 수 있는 한계점 때문에 관련 기술의 연구가 필수적이다. The coating technology of functional materials is being actively researched to overcome the limitations of existing materials throughout the industry, such as electronic materials, aviation materials, mechanical parts materials such as automobiles, heat dissipation materials, and thermoelectric materials. Partially specialized coating methods (e.g. spin coating, bar coating, dip coating, spray coating, etc.) are used according to the shape and characteristics of the material to be coated, but the loss of functional nanomaterial solution generated from coating and Because of the limitations that can only be applied to specific shapes, research on related technologies is essential.

기존의 코팅 방식은 기능성 소재들이 분산된 용액을 사용하여 스핀 코팅 (spic coating), 딥 코팅(dip coating), 바 코팅(bar coating), 닥터 블레이드 코팅 (doctor blade coating) 등 그 방식에 따라 점도를 설정하고 평판 필름 형태에 코팅을 하거나, 스프레이 코팅(spray coating) 등으로 용액을 뿌려 코팅하는 방법을 사용한다. 또한, 나노 단위의 코어-쉘 구조의 복합분말을 제조하기 위해서는 졸겔 코팅방법과 금속 산화물의 표면산화 방식 등이 쓰이고 있지만, 수십 마이크로 이상의 벌크한 소재들의 코팅방법은 그 코팅 방법의 수가 한정적이다. The existing coating method uses a solution in which functional materials are dispersed, and the viscosity is adjusted according to the method such as spin coating, dip coating, bar coating, doctor blade coating, etc. After setting, coating a flat film form or spraying a solution with a spray coating or the like is used. In addition, a sol-gel coating method and a surface oxidation method of metal oxides are used to prepare a nano-unit core-shell structured composite powder, but the coating method for bulk materials of several tens of microns or more has a limited number of coating methods.

최근 산업적으로 고분자-세라믹-메탈 등 한 가지 소재의 특성보다 두 가지 이상의 물질들을 사용하여 복합 소재화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 복합소재 분야는 상호 보완적인 특성들로 시너지 효과를 낼 수 있다는 장점이 있으며, 이에 따라 이러한 특성부여를 위한 코팅 기술도 점차 발전되고 있다. In recent years, industrially, research on the use of two or more materials rather than the characteristics of one material such as polymer-ceramic-metal has been actively conducted. The composite material field has the advantage of being able to create a synergistic effect with complementary properties, and accordingly, coating technology for imparting such properties is gradually developing.

산업적으로 이용되고 있는 코팅기술은 필름형태의 소재에 초점이 맞춰져 있다. 예를 들어, 바코팅, 잉크젯 프린팅, 스핀코팅 등 종래기술들은 두께가 균일한 판상의 substrate에서만 적용이 가능하며, 코팅하고자 하는 용액의 묽기와 코팅 형태에 따라 코팅 방식을 선택한다. 이는 평판 필름 위주의 제품생산에 특화되어 있으나 소형의 부품 코팅 및 소자화 전의 원료 코팅 분야에서는 그 한계가 있다. The coating technology used industrially is focused on film-type materials. For example, conventional techniques such as bar coating, inkjet printing, and spin coating can be applied only on a plate-like substrate having a uniform thickness, and a coating method is selected according to the thinness of the solution to be coated and the type of coating. This is specialized in the production of flat film-oriented products, but there is a limitation in the field of coating small parts and raw material coating before elementization.

소형의 부품에 적용이 되는 대표적인 기술에는 스프레이 코팅이 있다. 이는 코팅하고 하는 물질이 분산되어 있는 용액을 분무공정을 통해 표면에 흡착시키는 방법이며, 굴곡진 소형 부품들에도 적용이 가능 하지만, 분무 과정에 발생되는 원료의 loss와 균일한 코팅이 힘들다는 단점이 있다. 또한, 코어-쉘 구조의 복합분말을 제조하기 위해서는 졸갤 코팅방법과 금속 산화물의 표면산화 방식 등이 쓰이고 있지만 파티클의 사이즈와 소재가 한정적이라는 단점이 있다. A typical technology applied to small parts is spray coating. This is a method of adsorbing the solution in which the material to be coated is dispersed on the surface through the spraying process, and it can be applied to small curved parts, but the disadvantages of loss of raw materials generated during the spraying process and uniform coating are difficult. have. In addition, in order to manufacture a composite powder having a core-shell structure, a sol-gal coating method and a surface oxidation method of metal oxides are used, but there is a disadvantage in that the size and material of the particles are limited.

기능성 물질이 코팅된 복합 분말을 용이하게 제조하기 위한 다양한 기술들이 지속적으로 연구개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 특허 등록 번호 10-1457024(출원번호: 10-2013-0002074, 출원인: (주)경동하이테크)에는, SiO2/M2O의 구조를 갖는 수용성의 고분자 규산염(물유리)에 항균, 탈취, 원적외선 방사, 음이온 방출 등의 복합 기능을 갖는 금속 또는 금속산화물, 금속염 분말을 미세하게 분쇄, 혼합하여 그 분말 입자의 표면에 수용성의 고분자 규산염이 코팅되도록 한 후 이를 겔화시켜 여과, 건조한 후 이를 다시 미세 분말로 재분쇄하여 이루어지는 복합 기능성 세라믹 분말의 제조방법이 개시되어 있다. 이 밖에도, 기능성 물질이 코팅된 복합 분말 및 그 제조 방법에 관한 다양한 기술들이 지속적으로 연구개발되고 있다.Various technologies for easily manufacturing composite powder coated with functional materials are continuously researched and developed. For example, in Korean Patent Registration No. 10-1457024 (Application No.: 10-2013-0002074, Applicant: Kyungdong Hi-Tech Co., Ltd.), antibacterial, deodorizing, antibacterial, deodorizing, water-soluble polymer silicate (water glass) having a structure of SiO2/M2O A metal or metal oxide or metal salt powder having complex functions such as far-infrared radiation and anion emission is finely pulverized and mixed so that the surface of the powder particles is coated with a water-soluble polymer silicate, which is then gelled, filtered, dried, and then finely divided. Disclosed is a method for producing a composite functional ceramic powder obtained by regrinding into powder. In addition, various technologies related to a composite powder coated with a functional material and a manufacturing method thereof are continuously researched and developed.

대한민국 특허 등록 번호 10-1457024Korean patent registration number 10-1457024

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 다양한 기재 상에 간단한 방법으로 코팅이 가능한 기능성 소재 표면코팅에 의한 복합소재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present invention is to provide a composite material by surface coating of a functional material that can be coated by a simple method on various substrates, and a method of manufacturing the same.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 전기전도도 및 열전도도가 향상된 기능성 소재 표면코팅에 의한 복합소재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a composite material by surface coating of a functional material with improved electrical conductivity and thermal conductivity, and a method of manufacturing the same.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 내산화성 및 내부식성이 향상된 복합 분말, 그 제조방법, 그리고 이를 포함하는 기능성 소재 표면코팅에 의한 복합소재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a composite powder having improved oxidation resistance and corrosion resistance, a manufacturing method thereof, and a composite material by surface coating of a functional material including the same, and a manufacturing method thereof.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 복합 분말을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a composite powder.

일 실시 예에 따르면, 상기 복합 분말은 베이스 코어, 및 탄소층을 포함하는 기능성 물질을 포함하고, 상기 베이스 코어의 적어도 일부를 둘러싸는 코팅층을 포함하되, 상기 기능성 물질은 산소 대비 탄소의 비율이 16 이상인 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the composite powder includes a base core and a functional material including a carbon layer, and includes a coating layer surrounding at least a portion of the base core, wherein the functional material has a ratio of carbon to oxygen of 16 It may include more than one.

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 물질의 라만 스펙트럼(raman spectroscopy)에서 I2D/IG 값이 0.4 초과 0.59 이하인 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, in the Raman spectroscopy of the functional material, an I 2D /I G value of more than 0.4 and less than or equal to 0.59 may be included.

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 물질의 C 1s 함량은 93 wt% 이상인 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the C 1s content of the functional material may include 93 wt% or more.

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 물질은, 복수의 상기 탄소층이 적층된 탄소 적층 구조체를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the functional material may include a carbon laminate structure in which a plurality of the carbon layers are stacked.

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 물질의 함량은, 0.49 wt% 이상인 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the content of the functional material may include 0.49 wt% or more.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 코어는, 폴리머, 세라믹, 및 금속 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the base core may include any one of a polymer, a ceramic, and a metal.

일 실시 예에 따르면, 상기 폴리머는 HDPE(high-density polyethylene)을 포함하고, 상기 금속은 구리(copper)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the polymer may include high-density polyethylene (HDPE), and the metal may include copper.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 코어가 상기 세라믹, 및 상기 금속 중 어느 하나를 포함하는 경우, 상기 베이스 코어와 상기 코팅층을 결합시키는 결합 물질을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, when the base core includes any one of the ceramic and the metal, a bonding material for bonding the base core and the coating layer may be further included.

일 실시 예에 따르면, 상기 결합 물질은, 실란계 커플링제, 또는 그래프트된 중합체 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the bonding material may include at least one of a silane-based coupling agent or a grafted polymer.

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 복합 분말의 제조방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method of manufacturing a composite powder.

일 실시 예에 따르면, 상기 복합 분말의 제조방법은 복수의 탄소층이 적층된 탄소 적층 구조체를 포함하는 기능성 물질을 준비하는 단계, 상기 기능성 물질을 베이스 코어와 혼합하는 단계, 및 상기 베이스 코어 및 상기 기능성 물질에 진동을 인가하여, 상기 베이스 코어 상에 상기 기능성 물질을 포함하는 코팅층이 코팅된 복합 분말을 형성하는 단계를 포함하되, 코팅되기 전 상기 기능성 물질이 포함하는 상기 탄소 적층 구조체가 갖는 상기 탄소층의 수는, 코팅된 후 상기 기능성 물질이 포함하는 상기 탄소 적층 구조체가 갖는 상기 탄소층의 수보다 많은 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method of manufacturing the composite powder includes preparing a functional material including a carbon laminate structure in which a plurality of carbon layers are stacked, mixing the functional material with a base core, and the base core and the Forming a composite powder coated with a coating layer containing the functional material on the base core by applying vibration to a functional material, wherein the carbon of the carbon laminated structure containing the functional material before being coated The number of layers may include more than the number of carbon layers of the carbon laminated structure included in the functional material after being coated.

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 물질을 준비하는 단계는, 복수의 상기 탄소층 사이에 이온을 삽입하여, 상기 탄소 적층 구조체를 제조하는 단계, 이온이 삽입된 상기 탄소 적층 구조체를 열처리하는 단계, 및 열처리된 상기 탄소 적층 구조체를 초음파 처리하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the preparing of the functional material comprises: inserting ions between the plurality of carbon layers to prepare the carbon laminated structure, heat treating the carbon laminated structure into which ions are inserted, and It may include the step of ultrasonicating the heat-treated carbon laminated structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 코팅층을 형성하는 단계는, 상기 탄소 적층 구조체에 포함된 상기 탄소층이, 진동에 의하여 박리되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the forming of the coating layer may include peeling the carbon layer included in the carbon laminated structure by vibration.

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 물질을 베이스 코어와 혼합하는 단계에서, 상기 기능성 물질의 함량을 제어하여, 상기 복합 분말의 전기전도도 및 열전도도를 제어하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, in the step of mixing the functional material with the base core, controlling the content of the functional material may include controlling the electrical conductivity and the thermal conductivity of the composite powder.

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 방열 복합 소재를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a heat radiation composite material.

일 실시 예에 따르면, 상기 방열 복합 소재는, 복수의 베이스 코어, 상기 복수의 베이스 코어 중 적어도 일부를 둘러싸고, 기능성 물질을 포함하는 코팅층, 및 상기 복수의 베이스 코어 사이에 제공되는 방열 루트(route)를 포함하되, 상기 방열 루트는 내에는 상기 코팅층이 포함하는 상기 기능성 물질, 및 방열 수지가 배치될 수 있다. According to an embodiment, the heat dissipation composite material includes a plurality of base cores, a coating layer surrounding at least a portion of the plurality of base cores, and a coating layer including a functional material, and a heat dissipation route provided between the plurality of base cores. Including, the functional material and the heat dissipation resin may be disposed within the heat dissipation route.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 코어는, 폴리에틸렌, SEBS, EVA, PMMA, PDMS, PVDF, PTEF, PP 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 기능성 물질은 CNT, graphene, graphite, carbon balck, h-BN, Aluminum nitride, Alumina, Silicon nitride, copper, silver, gold, telilium, platinuim 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the base core includes at least one of polyethylene, SEBS, EVA, PMMA, PDMS, PVDF, PTEF, and PP, and the functional material is CNT, graphene, graphite, carbon balck, h-BN , Aluminum nitride, Alumina, Silicon nitride, copper, silver, gold, telilium, and at least one of platinuim may be included.

본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말의 제조방법은, 복수의 탄소층이 적층된 탄소 적층 구조체를 포함하는 기능성 물질을 준비하는 단계, 상기 기능성 물질을 베이스 코어와 혼합하는 단계, 및 상기 베이스 코어 및 상기 기능성 물질 상에 진동을 인가하여, 상기 베이스 코어 상에 상기 기능성 물질을 포함하는 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 코어 상에 상기 기능성 물질이 코팅된, 상기 복합 분말이 제공될 수 있다. 즉, 상기 실시 예에 따른 복합 분말의 제조방법은, 상기 베이스 코어와 같이 굴곡진 형태의 표면을 갖는 기재 상에, 진동을 인가하는 간단한 방법으로 상기 기능성 물질을 코팅시킬 수 있는 장점이 있다. A method of manufacturing a composite powder according to an embodiment of the present invention includes preparing a functional material including a carbon laminate structure in which a plurality of carbon layers are stacked, mixing the functional material with a base core, and the base core and By applying vibration on the functional material, it may include forming a coating layer including the functional material on the base core. Accordingly, the composite powder coated with the functional material on the base core may be provided. That is, the manufacturing method of the composite powder according to the embodiment has an advantage of being able to coat the functional material on a substrate having a curved surface like the base core by a simple method of applying vibration.

또한, 상기 실시 예에 따른 복합 분말은, 상기 베이스 코어 상에 코팅된 상기 코팅층이 포함하는 상기 기능성 물질의 산소 대비 탄소의 비율이 16 이상일 수 있다. 이에 따라, 내산화성, 및 내부식성이 향상된 복합 분말이 제공될 수 있다. In addition, in the composite powder according to the embodiment, a ratio of carbon to oxygen in the functional material included in the coating layer coated on the base core may be 16 or more. Accordingly, a composite powder having improved oxidation resistance and corrosion resistance may be provided.

또한, 상기 실시 예에 따른 복합 분말은, 고분자, 세라믹, 금속 지지체 등에 기능성 소재가 코팅됨에 따라, 절연성 물질인 고분자, 세라믹 소재 등에 전기 전도성, 열 전도성 등을 부여할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 실시 예에 따른 복합 분말은 열전소재, 방열 소재, 전자 소재 등 다양한 부품 소재에 활용 가능할 수 있다. In addition, the composite powder according to the above embodiment may impart electrical conductivity, thermal conductivity, and the like to a polymer or ceramic material, which are insulating materials, as a functional material is coated on a polymer, ceramic, or metal support. In addition, the composite powder according to the above embodiment may be used for various component materials such as thermoelectric materials, heat dissipation materials, and electronic materials.

또한, 상기 실시 예에 따른 복합 분말은 액상 공정, 고상 공정, 및 대량 생산에도 모두 적용이 가능하여 코팅과 관련된 다양한 성형품 제조에 유용하게 사용될 수 있다. In addition, the composite powder according to the above embodiment can be applied to both a liquid phase process, a solid phase process, and mass production, and thus can be usefully used in manufacturing various molded articles related to coating.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말의 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말이 포함하는 기능성 물질을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4 A의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말이 포함하는 기능성 물질의 박리를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재의 정면도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 물질이 열처리되기 전과 후를 나타내는 광학 사진들이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 기능성 물질의 AFM 사진과 두께 정보를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 물질의 라만 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 14는 본 발명의 실시 예 1에 따른 복합 분말이 포함하는 베이스 코어를 광학 촬영한 사진이다.
도 15는 본 발명의 실시 예 1에 따른 복합 분말을 일반 촬영한 사진이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 실시 예 1에 따른 복합 분말을 광학 촬영한 사진이다.
도 18은 도 17에 대한 라만 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 19는 본 발명의 실시 예 1에 따른 복합 분말의 전기전도도 및 열전도도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 20은 본 발명의 실시 예 1에 따른 복합 분말의 저항 특성을 나타내는 그래프이다.
도 21 및 도 22는 기능성 물질의 코팅 횟수에 따라 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말이 포함하는 물질들의 함량을 비교하는 사진이다.
도 23은 본 발명의 실시 예 2에 따른 복합 분말의 내화학성을 확인하기 위한 일반 사진들이다.
도 24는 본 발명의 실시 예 2에 따른 복합 분말의 내화학성을 확인하기 위한 광학 사진들이다.
도 25 내지 27은 본 발명의 실시 예 2에 따른 복합 분말이 포함하는 베이스 코어의 열처리 온도에 따른 성분 변화를 비교하는 그래프들이다.
도 28은 본 발명의 실시 예 3에 따른 복합 분말을 촬영한 일반 사진이다.
도 29는 본 발명이 실시 예 3에 따른 복합 분말을 촬영한 광학 사진이다.
도 30은 본 발명의 실시 예 4에 따른 복합 분말을 광학 촬영한 사진이다.
도 31은 본 발명의 실시 예 4에 따른 실란 커플링제가 처리된 복합 분말의 화학구조 및 결합 물질(silane coupling agent) 결합 메커니즘 및 함량의 최적화를 나타내는 그래프이다.
도 32는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재를 광학 촬영한 사진이다.
도 33은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재를 적외선 카메라로 촬영한 사진이다.
도 34는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재의 열전도도를 나타내는 그래프이다.1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a composite powder according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a manufacturing process of a composite powder according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a functional material included in the composite powder according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a composite powder according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of FIG. 4A.
6 is a view showing peeling of a functional material included in a composite powder according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view of a heat dissipation composite material according to an embodiment of the present invention.
8 is a front view of a heat dissipation composite material according to an embodiment of the present invention.
9 to 11 are optical photographs showing before and after heat treatment of a functional material according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph showing AFM photographs and thickness information of a functional material manufactured according to an embodiment of the present invention.
13 is a graph showing a result of Raman analysis of a functional material according to an embodiment of the present invention.
14 is an optical photograph of the base core included in the composite powder according to the first embodiment of the present invention.
15 is a general photograph of the composite powder according to Example 1 of the present invention.
16 and 17 are photographs of optically photographed composite powders according to Example 1 of the present invention.
18 is a graph showing the results of Raman analysis of FIG. 17.
19 is a graph showing electrical conductivity and thermal conductivity characteristics of a composite powder according to Example 1 of the present invention.
20 is a graph showing resistance characteristics of a composite powder according to Example 1 of the present invention.
21 and 22 are photographs comparing the content of materials contained in the composite powder according to Example 2 according to the number of coatings of the functional material.
23 are general photographs for checking the chemical resistance of the composite powder according to Example 2 of the present invention.
24 are optical photographs for checking the chemical resistance of the composite powder according to Example 2 of the present invention.
25 to 27 are graphs comparing component changes according to the heat treatment temperature of the base core included in the composite powder according to the second embodiment of the present invention.
28 is a general photograph of a composite powder according to Example 3 of the present invention.
29 is an optical photograph of the composite powder according to Example 3 according to the present invention.
30 is an optical photograph of the composite powder according to Example 4 of the present invention.
31 is a graph showing the chemical structure of the composite powder treated with the silane coupling agent according to Example 4 of the present invention, and the optimization of the coupling mechanism and content of the silane coupling agent.
32 is an optical photograph of a heat dissipating composite material according to an embodiment of the present invention.
33 is a photograph of a heat dissipating composite material according to an embodiment of the present invention taken with an infrared camera.
34 is a graph showing the thermal conductivity of a heat dissipating composite material according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or that a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. In addition, in the present specification,'and/or' is used to mean including at least one of the elements listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, expressions in the singular include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, elements, or a combination of the features described in the specification, and one or more other features, numbers, steps, and configurations It is not to be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in the present specification, "connection" is used to include both indirectly connecting a plurality of constituent elements and direct connecting.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Further, in the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말의 제조방법을 설명하는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말의 제조 공정을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말이 포함하는 기능성 물질을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4 A의 확대도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말이 포함하는 기능성 물질의 박리를 나타내는 도면이다. 1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a composite powder according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a manufacturing process of the composite powder according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is an embodiment of the present invention. Figure 4 is a view showing the functional material contained in the composite powder according to, Figure 4 is a view showing the composite powder according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an enlarged view of Figure 4A, Figure 6 is an embodiment of the present invention It is a diagram showing the peeling of the functional material included in the composite powder according to.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 기능성 물질(FM)이 준비된다(S100). 일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 물질(FM)은 복수의 탄소층(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)이 적층된 탄소 적층 구조체(10)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기능성 물질(FM)은 expanded-graphite(EG)일 수 있다. 1 to 5, a functional material (FM) is prepared (S100). According to an embodiment, the functional material FM may include a carbon laminate structure 10 in which a plurality of carbon layers 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 are stacked. . For example, the functional material FM may be expanded-graphite (EG).

일 실시 예에 따르면, 상기 기능성 물질(FM)을 준비하는 단계는, 복수의 상기 탄소층(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) 사이에 이온(ion)을 삽입하여 상기 탄소 적층 구조체(10)를 제조하는 단계, 상기 이온이 삽입된 상기 탄소 적층 구조체(10)를 열처리하는 단계, 및 열처리된 상기 탄소 적층 구조체(10)를 초음파 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 상기 탄소층(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) 사이에 삽입되는 이온은 H2SO4, HNO3 , N2O5, CO2, SO2이온일 수 있다. 구체적으로, 상기 탄소 적층 구조체(10)가 열처리는 경우, 상기 탄소층(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18))를 이루는 흑연들이 팽창될 수 있다. 또한, 열처리된 상기 탄소 적층 구조체(10)가 초음파 처리되는 경우, 팽창된 흑연들이 박리될 수 있다. According to an embodiment, the preparing of the functional material (FM) includes inserting ions between the plurality of carbon layers 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 The method may include manufacturing the carbon laminated structure 10, heat-treating the carbon laminated structure 10 into which the ions are inserted, and ultrasonicating the heat-treated carbon laminated structure 10. . For example, ions inserted between the plurality of carbon layers 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 are H 2 SO 4, HNO 3 , N 2 O 5 , CO 2, It may be an SO 2 ion. Specifically, when the carbon laminated structure 10 is subjected to heat treatment, the graphites forming the carbon layers 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) may expand. In addition, when the heat-treated carbon laminated structure 10 is subjected to ultrasonic treatment, expanded graphite may be peeled off.

이에 따라, 상기 기능성 물질(FM)은 화학적 방법으로 형성된 rGO와 비교하여 결함이 작고, 결정성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 상기 기능성 물질(FM)은 산소 대비 탄소의 비율(C/O ratio)이 16 이상일 수 있다. 또한, 상기 기능성 물질의 C 1s 함량은 93 wt% 이상일 수 있다. 구체적으로 상기 기능성 물질(FM)의 산소 대비 탄소의 비율(C/O ratio)은 16.23일 수 있고, 상기 기능성 물질의 C 1s 함량은 93.19 wt% 일 수 있다. 상대적으로 탄소의 비율이 높은 상기 기능성 물질(FM)을 통하여 후술되는 복합 분말이 제조됨에 따라, 후술되는 복합 분말의 내산화성, 및 내화학성이 향상될 수 있다. Accordingly, the functional material FM has smaller defects and improved crystallinity compared to rGO formed by a chemical method. For example, the functional material FM may have a carbon-to-oxygen ratio (C/O ratio) of 16 or more. In addition, the C 1s content of the functional material may be 93 wt% or more. Specifically, the ratio of carbon to oxygen (C/O ratio) of the functional material (FM) may be 16.23, and the C 1s content of the functional material may be 93.19 wt%. As the composite powder described later is manufactured through the functional material FM having a relatively high carbon ratio, oxidation resistance and chemical resistance of the composite powder described later may be improved.

상기 기능성 물질(FM)은 베이스 코어(100)와 혼합될 수 있다(S200). 일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 코어(100)는 폴리머, 세라믹, 및 금속 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리머는 HDPE(high-density polyethylene)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 세라믹은 h-BN, Aluminum nitride, Alumina, Silicon nitride 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속은 구리(copper)를 포함할 수 있다. The functional material FM may be mixed with the base core 100 (S200). According to an embodiment, the base core 100 may include any one of a polymer, a ceramic, and a metal. For example, the polymer may include high-density polyethylene (HDPE). For example, the ceramic may include at least one of h-BN, Aluminum nitride, Alumina, and Silicon nitride. For example, the metal may include copper.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 코어(100)와 혼합되는 상기 기능성 물질(FM)의 함량이 제어될 수 있다. 이에 따라, 후술되는 복합 분말의 전기전도도 및 열전도도가 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 코어(100)와 혼합되는 상기 기능성 물질(FM)의 함량이 0.49 wt%이상으로 제어됨에 따라, 후술되는 복합 분말의 전기전도도 및 열전도도가 향상될 수 있다. According to an embodiment, the content of the functional material FM mixed with the base core 100 may be controlled. Accordingly, electrical conductivity and thermal conductivity of the composite powder to be described later can be controlled. For example, as the content of the functional material FM mixed with the base core 100 is controlled to be 0.49 wt% or more, electrical conductivity and thermal conductivity of the composite powder described below may be improved.

혼합된 상기 베이스 코어(100) 및 기능성 물질(FM)에 진동이 인가되어, 상기 베이스 코어(100) 상에, 코팅층(200)이 형성될 수 있다(S300). 이에 따라, 상기 실시 예에 따른 복합 분말이 형성될 수 있다. 상기 코팅층(200)은 상기 기능성 물질(FM)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 코팅층(200)은 상기 베이스 코어(100)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 즉, 혼합된 상기 베이스 코어(100) 및 상기 기능성 물질(FM) 상에 진동이 인가되는 경우, 상기 기능성 물질(FM)이 상기 베이스 코어(100)의 적어도 일부를 둘러싸, 상기 코팅층(200)을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 코팅층(200)은 상기 베이스 코어(100) 및 상기 기능성 물질(FM)을 혼합 용기(V)내에 제공한 후, 상기 혼합 용기(V)를 어쿠스트 믹싱(acoustic mixing)하는 방법으로 형성될 수 있다. Vibration is applied to the mixed base core 100 and functional material FM, so that a coating layer 200 may be formed on the base core 100 (S300). Accordingly, the composite powder according to the above embodiment may be formed. The coating layer 200 may include the functional material FM. In addition, the coating layer 200 may surround at least a part of the base core 100. That is, when vibration is applied to the mixed base core 100 and the functional material FM, the functional material FM surrounds at least a portion of the base core 100, thereby forming the coating layer 200. Can be formed. According to an embodiment, the coating layer 200 provides the base core 100 and the functional material FM in the mixing container V, and then the mixing container V is subjected to acoustic mixing. It can be formed in a way.

구체적으로, 상기 베이스 코어(100)가 폴리머(예를 들어, HDPE)를 포함하는 경우, 상기 베이스 코어(100) 상에 상기 기능성 물질(FM)이 혼합되는 과정에서, 상기 탄소 적층 구조체(10)가 포함하는 복수의 탄소층(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) 중 일 측에 배치된 탄소층(예를 들어, 11)은 상기 베이스 코어(100) 표면의 탄소와 결합될 수 있다. 반면, 상기 탄소 적층 구조체(10)가 포함하는 복수의 탄소층(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) 중 일 측에 배치된 탄소층(11)을 제외한 탄소층(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)들은 각각 반데르발스 힘(파이-파이 결합)을 통하여 이미 결합된 상태일 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 코어(100) 상에 복수의 상기 탄소 적층 구조체(10)들이 결합되고, 복수의 상기 탄소 적층 구조체(10)들은 상기 베이스 코어(100)를 둘러싸는 상기 코팅막(200)을 형성할 수 있다. Specifically, when the base core 100 includes a polymer (eg, HDPE), in the process of mixing the functional material (FM) on the base core 100, the carbon laminated structure 10 A carbon layer (for example, 11) disposed on one side of the plurality of carbon layers 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 included is carbon and carbon on the surface of the base core 100 Can be combined. On the other hand, the carbon layer 12 excluding the carbon layer 11 disposed on one side of the plurality of carbon layers 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 included in the carbon laminate structure 10 , 13, 14, 15, 16, 17, 18) may have already been combined through the Van der Waals force (Pi-Pi bond). Accordingly, a plurality of the carbon laminated structures 10 are combined on the base core 100, and the plurality of carbon laminated structures 10 form the coating film 200 surrounding the base core 100 can do.

이와 달리, 상기 베이스 코어(100)가 상기 세라믹, 및 상기 금속 중 어느 하나를 포함하는 경우, 상기 실시 예에 따른 복합 분말은 상기 베이스 코어(100)와 상기 코팅층(200)을 결합시키는 결합 물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 결합 물질은 Polysiloxane, Siloxane, Silazane, Silanes, 등의 실란계 커플링제, 및 Vinyl, Amino, Epoxy, Mercapto 등이 그래프트된 중합체 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 베이스 코어(100)가 구리인 경우, 상기 결합 물질은 Polysiloxane일 수 있다. 즉, 상기 베이스 코어(100)가 상기 세라믹, 및 상기 금속 중 어느 하나를 포함하는 경우, 상기 기능성 물질(FM)은 상기 결합 물질에 의하여 상기 베이스 코어(100)에 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 코팅층(200)은 상기 베이스 코어(100), 상기 기능성 물질(FM), 및 상기 결합 물질을 혼합 용기(V)내에 제공한 후, 상기 혼합 용기(V)에 진동을 인가하는 방법으로 형성될 수 있다.In contrast, when the base core 100 includes any one of the ceramic and the metal, the composite powder according to the embodiment contains a bonding material for bonding the base core 100 and the coating layer 200 to each other. It may contain more. For example, the bonding material may include any one of a silane-based coupling agent such as Polysiloxane, Siloxane, Silazane, Silanes, etc., and a polymer grafted with Vinyl, Amino, Epoxy, Mercapto, or the like. Specifically, when the base core 100 is copper, the bonding material may be polysiloxane. That is, when the base core 100 includes any one of the ceramic and the metal, the functional material FM may be bonded to the base core 100 by the bonding material. According to an embodiment, the coating layer 200 provides the base core 100, the functional material FM, and the combined material in the mixing container V, and then vibrates the mixing container V. It can be formed by applying a method.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 코어(100)의 종류에 따라서 인가되는 진동수가 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 코어(100)의 종류에 따라 인가되는 진동수는 40g(중력가속도), 60g, 80g 등으로 제어될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 베이스 코어(100)가 폴리머를 포함하는 경우, 인가되는 진동수는 60g일 수 있다. 반면, 상기 베이스 코어(100)가 세라믹, 및 금속 중 어느 하나를 포함하는 경우, 인가되는 진동수는 80g 일 수 있다. According to an embodiment, the applied frequency may be controlled according to the type of the base core 100. For example, the frequency applied according to the type of the base core 100 may be controlled to 40g (gravity acceleration), 60g, 80g, or the like. More specifically, when the base core 100 contains a polymer, the applied frequency may be 60g. On the other hand, when the base core 100 includes any one of ceramic and metal, the applied frequency may be 80g.

또한, 상기 베이스 코어(100) 및 상기 기능성 물질(FM)에 제1 진동이 인가 된 이후 순차적으로 제2 진동이 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 진동은 상대적으로 고진동이고, 상기 제2 진동은 상대적으로 저진동일 수 있다. 즉, 상기 복합 분말은 상기 베이스 코어(100) 및 상기 기능성 물질(FM)에 고진동이 인가된 이후 저진동이 인가되는 방법으로 형성될 수 있다. 상기 베이스 코어(100) 및 상기 기능성 물질(FM)에 상기 제1 진동(고진동)이 인가됨에 따라, 상기 베이스 코어(100) 상에 상기 기능성 물질(FM)이 용이하게 코팅될 수 있다. 또한, 상기 베이스 코어(100) 및 상기 기능성 물질(FM)에 상기 제2 진동(저진동)이 인가됨에 따라, 상기 기능성 물질(FM)의 박리 비율이 감소되고, 코팅의 균일성이 향상될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 베이이스 코어(100) 및 상기 기능성 물질(FM)에 상기 제1 진동(고진동) 및 제2 진동(저진동)이 순차적으로 인가되는 경우, 상술된 효과들이 동시에 구현될 수 있다.In addition, after the first vibration is applied to the base core 100 and the functional material FM, the second vibration may be sequentially applied. For example, the first vibration may be a relatively high vibration, and the second vibration may be a relatively low vibration. That is, the composite powder may be formed by a method in which high vibration is applied to the base core 100 and the functional material FM, and then low vibration is applied. As the first vibration (high vibration) is applied to the base core 100 and the functional material FM, the functional material FM may be easily coated on the base core 100. In addition, as the second vibration (low vibration) is applied to the base core 100 and the functional material FM, the peeling ratio of the functional material FM is reduced, and the uniformity of the coating may be improved. . In addition, when the first vibration (high vibration) and the second vibration (low vibration) are sequentially applied to the base core 100 and the functional material FM, the above-described effects may be simultaneously implemented.

일 실시 예에 따르면, 상기 코팅층(200)은 상기 기능성 물질(FM) 및 상기 베이스 코어(100) 상에 진동이 인가되는 방법을 통하여 형성됨에 따라, 코팅되기 전 상기 기능성 물질(FM)이 포함하는 상기 탄소 적층 구조체(10)가 갖는 상기 탄소층(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)의 수와, 코팅된 후 상기 기능성 물질(FM)이 포함하는 상기 탄소 적층 구조체(10)가 갖는 상기 탄소층(11, 12, 13, 14)의 수가 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 코팅되기 전 상기 기능성 물질(FM)이 포함하는 상기 탄소 적층 구조체(10)가 갖는 상기 탄소층(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)의 수가, 코팅된 후 상기 기능성 물질(FM)이 포함하는 상기 탄소 적층 구조체(10)가 갖는 상기 탄소층(11, 12, 13, 14)의 수보다 많을 수 있다. 즉, 코팅 공정에 의하여, 상기 탄소 적층 구조체(10)의 상기 탄소층(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)의 적어도 일부가 박리되고, 상기 탄소층(15, 16, 17, 18)이 박리된 상기 탄소 적층 구조체(10)가 상기 베이스 코어(100) 상에 코팅될 수 있다. According to an embodiment, as the coating layer 200 is formed through a method in which vibration is applied on the functional material FM and the base core 100, the functional material FM contains The number of carbon layers (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) of the carbon layered structure 10, and the carbon layered structure included in the functional material (FM) after coating ( The number of carbon layers 11, 12, 13, and 14 of 10) may be different. Specifically, the number of carbon layers (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) of the carbon laminated structure 10 included in the functional material (FM) before being coated, and after being coated It may be greater than the number of carbon layers 11, 12, 13, and 14 of the carbon laminated structure 10 included in the functional material FM. That is, by a coating process, at least a portion of the carbon layers 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 of the carbon laminated structure 10 are peeled off, and the carbon layers 15, 16, The carbon laminated structure 10 from which the 17 and 18 are peeled may be coated on the base core 100.

이러한 결과는 라만 스펙트럼(raman sepectroscopyh)의 I2D/IG 값으로 확인 할 수 있다. 예를 들어, 코팅되기 전 상기 기능성 물질(FM)의 라만 스펙트럼(raman spectroscopy)에서 I2D/IG 값은 0.4 미만이고, 코팅된 후 상기 기능성 물질(FM)의 라만 스펙트럼에서 I2D/IG 값은 0.4 초과 0.59 이하일 수 있다. 이는, 상기 코팅층(200)이 형성되는 단계에서, 상기 기능성 물질(FM)이 포함하는 상기 탄소 적층 구조체(10)가 갖는 복수의 상기 탄소층(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) 중 어느 하나의 탄소층(예를 들어, 15, 16, 17, 18)이 진동에 의하여 박리되기 때문인 것으로 판단될 수 있다. These results can be confirmed by the I 2D /I G values of the Raman spectrum (raman sepectroscopyh). For example, the I 2D /I G value in the Raman spectroscopy of the functional material (FM) before coating is less than 0.4, and the I 2D /I G in the Raman spectrum of the functional material (FM) after coating The value may be greater than 0.4 and less than or equal to 0.59. This is, in the step of forming the coating layer 200, the plurality of carbon layers 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 of the carbon laminated structure 10 included in the functional material FM It may be determined that this is because any one of the carbon layers (eg, 15, 16, 17, 18) of 18) is peeled off by vibration.

본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말의 제조방법은, 복수의 상기 탄소층(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)이 적층된 상기 탄소 적층 구조체(10)를 포함하는 상기 기능성 물질(FM)을 준비하는 단계, 상기 기능성 물질(FM)을 상기 베이스 코어(100)와 혼합하는 단계, 및 상기 베이스 코어(100) 및 상기 기능성 물질(FM) 상에 진동을 인가하여, 상기 베이스 코어(100) 상에 상기 기능성 물질(FM)을 포함하는 상기 코팅층(200)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 코어(100) 상에 상기 기능성 물질(FM)이 코팅된, 상기 복합 분말이 제공될 수 있다. 즉, 상기 실시 예에 따른 복합 분말의 제조방법은, 상기 베이스 코어(100)와 같이 굴곡진 형태의 표면을 갖는 기재 상에, 진동을 인가하는 간단한 방법으로 상기 기능성 물질(FM)을 코팅시킬 수 있는 장점이 있다. The method for manufacturing a composite powder according to an embodiment of the present invention includes the carbon laminate structure 10 in which a plurality of the carbon layers 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 are stacked. Preparing a functional material (FM), mixing the functional material (FM) with the base core (100), and applying vibration to the base core (100) and the functional material (FM), It may include forming the coating layer 200 including the functional material (FM) on the base core 100. Accordingly, the composite powder coated with the functional material FM may be provided on the base core 100. That is, in the method of manufacturing the composite powder according to the embodiment, the functional material FM can be coated on a substrate having a curved surface like the base core 100 by a simple method of applying vibration. There is an advantage.

또한, 상기 실시 예에 따른 복합 분말은, 상기 베이스 코어(100) 상에 코팅된 상기 코팅층(200)이 포함하는 상기 기능성 물질(FM)의 산소 대비 탄소의 비율(C/O ratio)이 16 이상일 수 있다. 이에 따라, 내산화성, 및 내부식성이 향상된 복합 분말이 제공될 수 있다. In addition, the composite powder according to the embodiment has a ratio of carbon to oxygen (C/O ratio) of 16 or more of the functional material (FM) included in the coating layer 200 coated on the base core 100 I can. Accordingly, a composite powder having improved oxidation resistance and corrosion resistance may be provided.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말 및 그 제조방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재가 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된다. In the above, a composite powder and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention have been described. Hereinafter, a heat dissipating composite material according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재의 정면도이다. 7 is a perspective view of a heat dissipation composite material according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a front view of a heat dissipation composite material according to an embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 실시 예에 따른 방열 복합 소재는 복수의 베이스 코어(100), 코팅층(200), 및 방열 루트(route, 300)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 코어(100)는 폴리에틸렌, SEBS, EVA, PMMA, PDMS, PVDF, PTEF, PP 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 7 and 8, the heat dissipation composite material according to the embodiment may include a plurality of base cores 100, a coating layer 200, and a heat dissipation route 300. According to an embodiment, the base core 100 may include at least one of polyethylene, SEBS, EVA, PMMA, PDMS, PVDF, PTEF, and PP.

상기 코팅층(200)은 상기 복수의 베이스 코어(100) 중 적어도 일부를 둘러 쌀 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 코팅층(200)은 기능성 물질(FM)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기능성 물질(FM)은 CNT, graphene, graphite, carbon balck, h-BN, Aluminum nitride, Alumina, Silicon nitride, copper, silver, gold, telilium, platinuim 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 방열 루트(300)는 상기 복수의 베이스 코어(100) 사이에 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 방열 루트(300)내에는 상기 코팅층(200)이 포함하는 상기 기능성 물질(FM), 및 방열 수지(R)가 배치될 수 있다. 상기 방열 루트(300)는 열(heat)이 이동되는 공간을 제공할 수 있다. The coating layer 200 may surround at least a portion of the plurality of base cores 100. According to an embodiment, the coating layer 200 may include a functional material FM. For example, the functional material FM may include at least one of CNT, graphene, graphite, carbon balck, h-BN, Aluminum nitride, Alumina, Silicon nitride, copper, silver, gold, telilium, and platinuim. . The radiating route 300 may be provided between the plurality of base cores 100. According to an embodiment, the functional material FM included in the coating layer 200 and the heat radiation resin R may be disposed in the heat radiation route 300. The heat dissipation route 300 may provide a space through which heat is moved.

즉, 상기 복수의 베이스 코어(100)는 각각 상기 기능성 물질(FM)을 포함하는 상기 코팅층(200)으로 둘러싸이고, 각각의 상기 베이스 코어(100)를 둘러싸는 복수의 상기 코팅층(200)들이 연결되어, 상기 방열 루트(300)를 형성할 수 있다. That is, the plurality of base cores 100 are each surrounded by the coating layer 200 including the functional material (FM), and the plurality of coating layers 200 surrounding each of the base core 100 are connected. As a result, the heat dissipation route 300 may be formed.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 코어(100) 및 이를 둘러싸는 상기 코팅층(200)을 포함하는 복합 분말은, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 복합 분말의 제조방법과 같은 방법으로 제조될 수 있다. 즉, 상기 베이스 코어(100) 및 상기 기능성 물질(FM)을 혼합한 후, 진동을 인가하는 방법을 통하여, 상기 복합 분말이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 복합 분말이 복수개 준비될 수 있다. 이후, 복수의 상기 복합 분말을 응집시키고, 응집된 복수의 상기 복합 분말을 압착시켜, 상기 실시 예에 따른 방열 복합 소재가 포함하는, 복수의 상기 베이스 코어(100), 상기 복수의 베이스 코어(100) 중 적어도 일부를 둘러싸는 상기 코팅층(200), 및 상기 복수의 베이스 코어(100) 사이에 제공되는 상기 방열 루트(300)가 형성될 수 있다. 이후, 상기 방열 루트(300) 내에 상기 방열 물질(R)이 제공되어, 상기 실시 예에 따른 방열 복합 소재가 제조될 수 있다. According to one embodiment, the composite powder including the base core 100 and the coating layer 200 surrounding the base core 100 is the same as the method of manufacturing the composite powder according to the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6 It can be manufactured by the method. That is, after mixing the base core 100 and the functional material FM, the composite powder may be formed through a method of applying vibration. According to an embodiment, a plurality of the composite powder may be prepared. Thereafter, a plurality of the composite powders are agglomerated and the agglomerated plurality of the composite powders are compressed, so that the heat dissipation composite material according to the embodiment includes a plurality of the base cores 100, the plurality of base cores 100 The coating layer 200 surrounding at least a portion of) and the heat dissipation route 300 provided between the plurality of base cores 100 may be formed. Thereafter, the heat dissipation material R is provided in the heat dissipation route 300, so that the heat dissipation composite material according to the embodiment may be manufactured.

본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재는, 복수의 상기 베이스 코어(100), 상기 복수의 베이스 코어(100) 중 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 기능성 물질(FM)을 포함하는 상기 코팅층(200), 및 상기 복수의 베이스 코어(100) 사이에 제공되는 상기 방열 루트(300)를 포함하되, 상기 방열 루트(300) 내에는 상기 코팅층(200)이 포함하는 상기 기능성 물질(FM), 및 상기 방열 수지(R)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 실시 예에 따른 방열 복합 소재의 내부에는 복수의 상기 방열 루트(300)가 제공되어, 방열 효율이 향상될 수 있다. The heat dissipation composite material according to the embodiment of the present invention surrounds at least a portion of the plurality of base cores 100 and the plurality of base cores 100, and the coating layer 200 including the functional material FM, And the heat dissipation route 300 provided between the plurality of base cores 100, wherein the functional material FM included in the coating layer 200, and the heat dissipation resin in the heat dissipation route 300 (R) can be placed. Accordingly, a plurality of the heat dissipation routes 300 are provided inside the heat dissipation composite material according to the embodiment, so that heat dissipation efficiency may be improved.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재가 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 분말의 구체적인 실험 예 및 특성 평가 결과가 설명된다. In the above, the heat dissipation composite material according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, specific experimental examples and characteristic evaluation results of the composite powder according to an embodiment of the present invention will be described.

실시 예에 따른 기능성 물질 준비 Preparation of functional materials according to the embodiment

Expanded Graphite(EG)가 준비된다. 준비된 EG 내에 이온을 삽입한 후, 열처리 및 초음파 처리를 수행하여, 실시 예에 따른 기능성 물질을 준비하였다. Expanded Graphite (EG) is prepared. After ions were inserted into the prepared EG, heat treatment and ultrasonic treatment were performed to prepare a functional material according to the embodiment.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 물질이 열처리되기 전과 후를 나타내는 광학 사진들이다. 9 to 11 are optical photographs showing before and after heat treatment of a functional material according to an embodiment of the present invention.

도 9의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 기능성 물질을 준비하되, 열처리되기 전 상태의 기능성 물질을 준비하여 100 μm, 5 μm, 및 500 nm의 배율에서 각각 SEM(scanning electron microscope) 촬영하였고, 도 10 의 (a) 내지 (c)을 참조하면, 상기 실시 예에 따른 기능성 물질을 준비하여 100 μm, 5 μm, 및 500 nm의 배율에서 각각 SEM 촬영하여 도시하였다. 도 9 및 도 10에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 기능성 물질은 열처리됨에 따라 팽창 되는 것을 알 수 있다. 9A to 9C, a functional material according to the above embodiment is prepared, but a functional material in a state before heat treatment is prepared, and SEMs at magnifications of 100 μm, 5 μm, and 500 nm ( scanning electron microscope), and referring to FIGS. 10A to 10C, a functional material according to the above embodiment was prepared and SEM photographed at magnifications of 100 μm, 5 μm, and 500 nm, respectively. As can be seen in FIGS. 9 and 10, it can be seen that the functional material according to the embodiment expands as it is heat treated.

도 11의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 열처리에 의한 팽창 및 후처리에 의한 박리가 완료된 상기 기능성 물질을 서로 다른 배율에서 TEM(transmission electron microscope) 촬영하여 도시하였다. 도 11의 (a)는 상기 기능성 물질을 이루는 그래핀의 일 segment를 나타내고, 도 11의 (b)는 상기 기능성 물질을 고배율에서 촬영한 사진이며, 도 11의 (c)는 상기 기능성 물질의 SAED(selected area electron diffraction) 패턴 이미지를 나타낸다. 도 11의 (b)에서 알 수 있듯이 상기 기능성 물질은 격자구조를 나타내고, 도 11의 (c)에서 알 수 있듯이 상기 기능성 물질을 이루는 그래핀은 single crystal을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIGS. 11A to 11C, the functional material, which has been expanded by heat treatment and peeled off by post-treatment, is completed by photographing a transmission electron microscope (TEM) at different magnifications. Figure 11 (a) shows a segment of graphene constituting the functional material, Figure 11 (b) is a photograph taken at a high magnification of the functional material, and Figure 11 (c) is a SAED of the functional material (selected area electron diffraction) pattern image. As can be seen in (b) of FIG. 11, the functional material exhibits a lattice structure, and as can be seen from (c) of FIG. 11, graphene constituting the functional material exhibits a single crystal.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 기능성 물질의 AFM 사진과 두께 정보를 나타내는 그래프이다.12 is a graph showing AFM photographs and thickness information of a functional material manufactured according to an embodiment of the present invention.

도 12의 (a)를 참조하면, 상기 기능성 물질의 AFM(atomic force microscopy) 사진을 촬영하여 도시하였고, 도 12의 (b)를 참조하면, 상기 기능성 물질의 두께를 측정하여 그래프로 나타내었다. 도 12의 (a) 및 (b)를 통해 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 기능성 물질은 두께가 얇은 탄소층들로 이루어지는 것을 확인할 수 있었다.Referring to (a) of FIG. 12, an atomic force microscopy (AFM) picture of the functional material was taken and shown. Referring to (b) of FIG. 12, the thickness of the functional material was measured and shown as a graph. As can be seen through (a) and (b) of Figure 12, it was confirmed that the functional material according to the embodiment is made of thin carbon layers.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 기능성 물질의 라만 분석 결과를 나타내는 그래프이다. 13 is a graph showing a result of Raman analysis of a functional material according to an embodiment of the present invention.

도 13의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 기능성 물질을 준비하되, 열처리되기 전, 열처리된 후, 및 초음파 처리된 후 상태 각각에 대해 라만 스펙트럼(raman spectroscopy)를 나타내었다. 13A to 13C, a functional material according to the above embodiment is prepared, but Raman spectroscopy is shown for each state before heat treatment, after heat treatment, and after ultrasonic treatment. Done.

도 13의 (a)에서 알 수 있듯이, 열처리되기 전의 상기 실시 예에 따른 기능성 물질은 I2D/IG 값이 0.34로 나타나고, 열처리된 후의 상기 실시 예에 따른 기능성 물질은 I2D/IG 값이 0.40으로 나타나고, 초음파 처리된 후의 상기 실시 예에 따른 기능성 물질은 I2D/IG 값이 0.38로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 상기 실시 예에 따른 기능성 물질은, 열처리나 초음파 처리와 상관없이 다층 구조(multi-layer)를 갖는 다는 것을 알 수 있다. As can be seen from (a) of FIG. 13, the functional material according to the embodiment before heat treatment has an I 2D / I G value of 0.34, and the functional material according to the embodiment after heat treatment has an I 2D / I G value. It can be seen that this is represented as 0.40, and the I 2D /I G value of the functional material according to the embodiment after ultrasonic treatment is shown as 0.38. That is, it can be seen that the functional material according to the above embodiment has a multi-layer structure regardless of heat treatment or ultrasonic treatment.

또한, 상기 실시 예에 따른 기능성 물질이 포함하는 성분들의 구체적인 함량 및 비율이 아래 <표 1>을 통하여 정리된다. In addition, specific contents and ratios of the components included in the functional material according to the above embodiment are summarized through <Table 1> below.

Atomic conc.Atomic conc. C 1s (wt%)C 1s (wt%) O 1s (wt%)O 1s (wt%) S 2p (wt%)S 2p (wt%) N 1s(wt%)N 1s (wt%) C/O ratioC/O ratio EX-GEX-G 93.1993.19 5.745.74 0.380.38 0.680.68 16.2316.23

실시 예 1에 따른 복합 분말 제조Preparation of composite powder according to Example 1

Ball milling 공정을 통하여 입경을 줄인 HDPE(high-density polyethylene) 4g을 준비한다. 또한, 0.5 wt%, 1 wt%, 3 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 20 wt%, 및 30 wt%의 농도를 갖는 상기 실시 예에 따른 기능성 물질을 준비한 후, 각각의 기능성 물질과 4g HDPE를 혼합하고, 각각에 대해 15분의 시간 동안 어쿠스틱 믹싱(Acoustic mixing)을 수행하였다. 이에 따라, 베이스 코어(HDPE)에 기능성 물질(EG)이 코팅된, 실시 예 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 및 1-7에 따른 복합 분말을 제조하였다. Prepare 4g of HDPE (high-density polyethylene) with reduced particle size through the ball milling process. In addition, after preparing the functional material according to the embodiment having a concentration of 0.5 wt%, 1 wt%, 3 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 20 wt%, and 30 wt%, each functional material and 4g HDPE was mixed, and acoustic mixing was performed for a time of 15 minutes for each. Accordingly, according to Examples 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, and 1-7, in which a functional material (EG) is coated on the base core (HDPE) A composite powder was prepared.

도 14는 본 발명의 실시 예 1에 따른 복합 분말이 포함하는 베이스 코어를 광학 촬영한 사진이고, 도 15는 본 발명의 실시 예 1에 따른 복합 분말을 일반 촬영한 사진이다. 14 is an optical photograph of the base core included in the composite powder according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a general photograph of the composite powder according to the first embodiment of the present invention.

도 14의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말의 제조에 준비되는 베이스 코어를 100 μm 및 10 μm의 배율에서 SEM 촬영하여 나타내었다. 도 14의 (a) 및 (b)에서 알 수 있듯이 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말의 제조에 준비되는 베이스 코어는, 원뿔 형태에 위쪽 표면이 굴곡진 형태의 분말인 것을 알 수 있다. 14A and 14B, the base core prepared for preparation of the composite powder according to Example 1 was photographed by SEM at magnifications of 100 μm and 10 μm. As can be seen in FIGS. 14A and 14B, it can be seen that the base core prepared for manufacturing the composite powder according to Example 1 is a powder having a conical shape and a curved upper surface.

도 15의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 및 1-7에 따른 복합 분말이 제조되기 전, 각각의 베이스 코어 및 기능성 물질이 혼합된 상태를 일반 사진 촬영 하여 나타내었고, 도 15의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 및 1-6에 따른 복합 분말을 일반 사진 촬영하여 나타내었다. 도 15의 (a) 및 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말의 제조 방법을 통하여, 베이스 코어 상에 기능성 물질을 용이하게 코팅시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 15A, before the composite powders according to Examples 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, and 1-7 are prepared, Each of the base cores and functional materials were mixed and shown by taking a general picture. Referring to FIG. 15B, Examples 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1- The composite powder according to 5, and 1-6 was shown by taking a general picture. As can be seen in (a) and (b) of FIG. 15, it was confirmed that the functional material can be easily coated on the base core through the method of manufacturing the composite powder according to Example 1.

도 16 및 도 17은 본 발명의 실시 예 1에 따른 복합 분말을 광학 촬영한 사진이다. 16 and 17 are photographs of optically photographed composite powders according to Example 1 of the present invention.

도 16의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1-4에 따른 복합 분말을 500 μm 및 250 μm의 배율에서 SEM 촬영하여 도시하였고, 도 16의 (c)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말을 10 nm 의 배율에서 TEM 촬영하여 도시하였다. 16A and 16B, the composite powder according to Example 1-4 was photographed by SEM at magnifications of 500 μm and 250 μm, and referring to FIG. 16(c), the The composite powder according to Example 1 was shown by TEM photographing at a magnification of 10 nm.

도 16의 (a) 및 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1-4에 따른 복합 분말은 기능성 물질(EG)이 베이스 분말(HDPE)을 둘러싸는 형태를 갖는 것을 알 수 있었다. 또한, 도 16의 (c)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1-4에 따른 복합 분말은 코팅층이 8 nm의 두께로 형성되었고, 코팅층을 구성하는 기능성 물질(EG)이 다수의 탄소층이 적층된 형태로 나타나는 것을 알 수 있었다. As can be seen from (a) and (b) of FIG. 16, it was found that the composite powder according to Example 1-4 has a functional material (EG) surrounding the base powder (HDPE). In addition, as can be seen in (c) of FIG. 16, in the composite powder according to Example 1-4, the coating layer was formed to a thickness of 8 nm, and the functional material (EG) constituting the coating layer was laminated with a plurality of carbon layers. It can be seen that it appears in the form.

도 17의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1-4에 따른 복합 분말을 도 16의 (a) 및 (b)와 다른 배율에서 SEM 촬영하였다. 도 17의 (a) 및 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예1-4에 따른 복합 분말은 전체적으로 코어-쉘 구조를 갖는 것을 알 수 있었다. Referring to FIGS. 17A and 17B, the composite powder according to Example 1-4 was photographed by SEM at different magnifications from FIGS. 16A and 16B. As can be seen from (a) and (b) of FIG. 17, it was found that the composite powder according to Example 1-4 has a core-shell structure as a whole.

도 18은 도 17에 대한 라만 분석 결과를 나타내는 그래프이다. 18 is a graph showing the results of Raman analysis of FIG. 17.

도 18을 참조하면, 상기 실시 예 1-4에 따른 복합 분말이 포함하는 코팅층의 기능성 물질에 대해 라만 스펙트럼(raman spectroscopy)를 나타내었다. 도 18에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1-4에 따른 복합 분말이 포함하는 코팅층의 기능성 물질은, I2D/IG 값이 0.59인 것을 알 수 있었다. Referring to FIG. 18, Raman spectroscopy is shown for the functional material of the coating layer included in the composite powder according to Example 1-4. As can be seen from FIG. 18, it was found that the functional material of the coating layer included in the composite powder according to Example 1-4 had an I 2D /I G value of 0.59.

즉, 도 13 및 도 18의 비교를 통하여 알 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 기능성 물질이, 상기 베이스 코어 상에 코팅되는 과정에서 I2D/IG 값이 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는, 기능성 물질이 베이스 코어 상에 코팅되는 과정에서 진동에 의하여 적층된 탄소층 중 일부가 박리됨에 따라 나타나는 현상인 것으로 판단된다. 결과적으로, 상기 실시 예 1-4에 따른 복합 분말이 포함하는 코팅층의 기능성 물질은 라만 스펙트럼(raman spectroscopy)에서 I2D/IG 값이 0.4 초과 0.59 이하라는 것을 알 수 있다. That is, as can be seen through the comparison of FIGS. 13 and 18, it was found that the I 2D / I G value increased in the process of coating the functional material according to the embodiment on the base core. This is considered to be a phenomenon that occurs when some of the laminated carbon layers are peeled off by vibration while the functional material is coated on the base core. As a result, it can be seen that the functional material of the coating layer included in the composite powder according to Example 1-4 has an I 2D /I G value of more than 0.4 and less than 0.59 in a Raman spectroscopy.

도 19는 본 발명의 실시 예 1에 따른 복합 분말의 전기전도도 및 열전도도 특성을 나타내는 그래프이다. 19 is a graph showing electrical conductivity and thermal conductivity characteristics of a composite powder according to Example 1 of the present invention.

도 19의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말의 전기전도도 특성을 측정하되, 복합 분말이 포함하는 기능성 물질의 함량에 따른 상관관계를 비교하기 위하여, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말의 준비 과정에서 베이스 코어와 혼합되는 기능성 물질의 함량을(EG content, wt%) 0~30 wt%로 제어하고, 각각의 함량으로 제조된 복합 분말의 전기전도도(Electrical conductivity, S/m)를 나타내었다. 도 19의 (a)에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말은, 기능성 물질의 함량이 증가함에 따라 전기전도도가 증가되는 것을 알 수 있었다. 특히, 0.49 wt%의 기능성 물질을 포함하는 복합 분말의 전기전도도는 이전과 비교하여 현저히 향상되는 것을 알 수 있었다. Referring to Figure 19 (a), in order to measure the electrical conductivity characteristics of the composite powder according to Example 1, but to compare the correlation according to the content of the functional material contained in the composite powder, according to Example 1 In the preparation of the composite powder, the content of the functional material mixed with the base core (EG content, wt%) is controlled to 0~30 wt%, and the electrical conductivity (S/m) of the composite powder prepared with each content is controlled. ). As can be seen in (a) of FIG. 19, the composite powder according to Example 1 was found to have an increased electrical conductivity as the content of the functional material increased. In particular, it was found that the electrical conductivity of the composite powder containing 0.49 wt% of the functional material was significantly improved compared to the previous one.

도 19의 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말의 열전도도 특성을 측정하되, 복합 분말이 포함하는 기능성 물질의 함량에 따른 상관관계를 비교하기 위하여, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말의 준비 과정에서 베이스 코어와 혼합되는 기능성 물질의 함량을(EG content, wt%) 0~30 wt%로 제어하고, 각각의 함량으로 제조된 복합 분말의 열전도도(Thermal conductivity, W/mK)를 나타내었다. 도 19의 (b)에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말은, 기능성 물질의 함량이 증가함에 따라 열전도도 또한 증가되는 것을 알 수 있었다. 19B, in order to measure the thermal conductivity characteristics of the composite powder according to Example 1, but to compare the correlation according to the content of the functional material contained in the composite powder, according to Example 1 In the preparation of the composite powder, the content of the functional material mixed with the base core (EG content, wt%) is controlled to 0~30 wt%, and the thermal conductivity (W/mK) of the composite powder prepared with each content is controlled. ). As can be seen in (b) of FIG. 19, it was found that the thermal conductivity of the composite powder according to Example 1 increased as the content of the functional material increased.

도 20은 본 발명의 실시 예 1에 따른 복합 분말의 저항 특성을 나타내는 그래프이다. 20 is a graph showing resistance characteristics of a composite powder according to Example 1 of the present invention.

도 20을 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말의 저항 특성을 측정하되, 복합 분말이 포함하는 기능성 물질의 함량에 따른 상관관계를 비교하기 위하여, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말의 준비 과정에서 베이스 코어와 혼합되는 기능성 물질의 함량을(EG content, wt%) 0~30 wt%로 제어하고, 각각의 함량으로 제조된 복합 분말의 저항(Resistivity)를 측정하여 나타내었다. 도 20에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 복합 분말은, 기능성 물질의 함량이 증가함에 따라 저항이 감소되는 것을 알 수 있었다. Referring to FIG. 20, in order to measure the resistance characteristics of the composite powder according to Example 1, but to compare the correlation according to the content of the functional material contained in the composite powder, the preparation process of the composite powder according to Example 1 The content of the functional material mixed with the base core in (EG content, wt%) was controlled to 0 to 30 wt%, and the resistance of the composite powder prepared with each content was measured. As can be seen in FIG. 20, it was found that the composite powder according to Example 1 had a decrease in resistance as the content of the functional material increased.

실시 예 2에 따른 복합 분말 제조Preparation of composite powder according to Example 2

베이스 코어로서 평균 직경 1mm, 용량 20g의 copper ball이 준비된다. 준비된 베이스 코어를 결합 물질인 20ml 용량의 polysiloxane, 및 1 wt%의 상기 실시 예에 따른 기능성 물질(EG)과 혼합한 후, 3분의 시간 동안 어쿠스틱 믹싱을 수행하였다. 계속해서, 300℃의 온도에서 1시간 동안 1차 열처리를 수행하고, 400℃의 온도에서 5시간 동안 2차 열처리를 수행하여 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말을 제조하였다. As the base core, a copper ball with an average diameter of 1mm and a capacity of 20g is prepared. The prepared base core was mixed with 20 ml of polysiloxane as a binding material, and 1 wt% of the functional material (EG) according to the above example, and then acoustic mixing was performed for 3 minutes. Subsequently, a first heat treatment was performed at a temperature of 300° C. for 1 hour, and a secondary heat treatment was performed at a temperature of 400° C. for 5 hours to prepare a composite powder according to Example 2.

도 21 및 도 22는 기능성 물질의 코팅 횟수에 따라 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말이 포함하는 물질들의 함량을 비교하는 사진이다. 21 and 22 are photographs comparing the content of materials contained in the composite powder according to Example 2 according to the number of coatings of the functional material.

도 21을 참조하면 기능성 물질이 1회 코팅된 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말의 SEM-EDX를 나타내고, 도 22를 참조하면 기능성 물질이 2회 코팅된 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말의 SEM-EDX를 나타낸다. Referring to FIG. 21 shows SEM-EDX of the composite powder according to Example 2 coated with a functional material once, and referring to FIG. 22, SEM-EDX of the composite powder according to Example 2 coated with a functional material twice. Shows EDX.

도 21의 SEM-EDX 결과가 아래 <표 2>를 통하여 정리되고, 도 22의 SEM-EDX 결과가 아래 <표 3>을 통하여 정리된다. The SEM-EDX results of FIG. 21 are summarized through <Table 2> below, and the SEM-EDX results of FIG. 22 are summarized through <Table 3> below.

ElementElement Weight %Weight% Atomic %Atomic% C KC K 75.6275.62 85.0885.08 O KO K 11.7811.78 9.959.95 Si KSi K 8.538.53 4.104.10 Cu LCu L 4.074.07 0.870.87

ElementElement Weight %Weight% Atomic %Atomic% C KC K 48.6848.68 63.0963.09 O KO K 24.1124.11 23.4623.46 Si KSi K 21.9721.97 12.1712.17 Cu LCu L 5.245.24 1.281.28

도 21 및 <표 1>에서 알 수 있듯이, 기능성 물질이 1회 코팅된 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말은 약 75%의 C로 둘러싸여 있고, Cu의 표면이 약간 노출되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 결합 물질에 의하여 Si 및 O의 피크들도 나타나는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 21 and <Table 1>, it was confirmed that the composite powder according to Example 2 coated with a functional material once was surrounded by about 75% C, and the surface of Cu was slightly exposed. In addition, it was confirmed that peaks of Si and O appeared due to the bonding material.

도 22 및 <표 2>에서 알 수 있듯이 기능성 물질이 2회 코팅된 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말은 Cu의 형태가 거의 나타나지 않고, EG 입자들이 5~15 마이크론의 크기로 균일하게 코팅되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 기능성 물질이 2회 코팅되기 위해 결합 물질의 양이 늘어남에 따라, Si 및 O의 비율이 증가된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Figure 22 and <Table 2>, the composite powder according to Example 2 coated with a functional material twice has almost no Cu form, and EG particles are uniformly coated with a size of 5 to 15 microns. I could confirm that. In addition, it was confirmed that the ratio of Si and O increased as the amount of the bonding material increased in order to coat the functional material twice.

도 23은 본 발명의 실시 예 2에 따른 복합 분말의 내화학성을 확인하기 위한 일반 사진들이고, 도 24는 본 발명의 실시 예 2에 따른 복합 분말의 내화학성을 확인하기 위한 광학 사진들이다. 23 are general photos for checking the chemical resistance of the composite powder according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 24 is optical photos for checking the chemical resistance of the composite powder according to the second embodiment of the present invention.

도 23의 (a) 및 (b)를 참조하면, 일반 구리 분말이 준비된다. 준비된 구리 분말 상에 3.5 wt% 농도의 NaCl을 떨어뜨린 후, 72시간이 동안 구리 분말 상에 발생되는 변화를 관찰하였다. 도 23의 (a)는 일반 구리 분말에 NaCl을 떨어뜨리기 전 상태를 촬영한 사진이고, 도 23의 (b)는 일반 구리 분말에 NaCl을 떨어뜨린 후 72시간이 지난 상태를 촬영한 사진이다. 도 23의 (a) 및 (b)에서 알 수 있듯이, 일반 구리 분말의 경우, NaCl과 접촉된 후 일정 시간이 지나면 부식이 발생되는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIGS. 23A and 23B, a general copper powder is prepared. After dropping 3.5 wt% of NaCl on the prepared copper powder, a change occurring on the copper powder was observed for 72 hours. Figure 23 (a) is a photograph taken before dropping NaCl on the general copper powder, and Figure 23 (b) is a photograph taken 72 hours after dropping NaCl on the general copper powder. As can be seen from (a) and (b) of FIG. 23, in the case of the general copper powder, it was confirmed that corrosion occurred after a certain time passed after contacting with NaCl.

도 23의 (c) 및 (d)를 참조하면, 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말 상에 3.5 wt% 농도의 NaCl을 떨어뜨린 후, 72시간 동안 구리 분말 상에 발생되는 변화를 관찰하였다. 도 23의 (c)는 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말 상에 NaCl을 떨어뜨리기 전 상태를 촬영한 사진이고, 도 23의 (d)는 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말 상에 NaCl을 떨어뜨린 후 72시간이 지난 상태를 촬영한 사진이다. 도 23의 (c) 및 (d)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말은, 코팅된 기능성 물질(FM)에 의하여, NaCl로부터 표면이 보호되는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIGS. 23C and 23D, after dropping 3.5 wt% NaCl on the composite powder according to Example 2, changes occurring on the copper powder were observed for 72 hours. Figure 23 (c) is a photograph taken before dropping NaCl on the composite powder according to Example 2, Figure 23 (d) is a drop of NaCl on the composite powder according to Example 2 This is a picture taken 72 hours later. As can be seen from (c) and (d) of FIG. 23, it was confirmed that the composite powder according to Example 2 was protected from NaCl by the coated functional material (FM).

도 24의 (a) 및 (b)를 참조하면, 도 23의 (b) 및 (d) 상태의 일반 구리 분말과 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말을 SEM 촬영하였다. 도 24의 (a) 및 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말은, 코팅된 기능성 물질(FM)에 의하여 표면의 상태가 균일하게 보존되는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIGS. 24A and 24B, SEM photographs of the general copper powder in the states (b) and (d) of FIG. 23 and the composite powder according to Example 2 were taken. As can be seen in (a) and (b) of FIG. 24, it was confirmed that the composite powder according to Example 2 was uniformly preserved in the surface state by the coated functional material (FM).

도 25 내지 27은 본 발명의 실시 예 2에 따른 복합 분말이 포함하는 베이스 코어의 열처리 온도에 따른 성분 변화를 비교하는 그래프들이다. 25 to 27 are graphs comparing component changes according to the heat treatment temperature of the base core included in the composite powder according to the second embodiment of the present invention.

도 25를 참조하면, 일반 구리 분말(Cu), 기능성 물질(FM)이 1회 코팅된 복합 분말(Single), 기능성 물질(FM)이 2회 코팅된 복합 분말(Double)들을 300℃의 온도에서, 1시간(1h), 3시간(3h), 5시간(5h) 동안 열처리한 후, 각각에 대한 XRD 결과를 도시하였다. 도 25에서 알 수 있듯이, 일반 구리 분말(Cu)의 경우 열처리됨에 따라, CuO가 형성되어 높은 피크를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 25, a general copper powder (Cu), a composite powder coated with a functional material (FM) once, and a composite powder coated with a functional material (FM) twice at a temperature of 300°C. , After heat treatment for 1 hour (1h), 3 hours (3h), and 5 hours (5h), the XRD results for each are shown. As can be seen from FIG. 25, it was confirmed that in the case of the general copper powder (Cu), as the heat treatment was performed, CuO was formed and a high peak was displayed.

도 26을 참조하면, 일반 구리 분말(Cu), 기능성 물질(FM)이 1회 코팅된 복합 분말(Single), 기능성 물질(FM)이 2회 코팅된 복합 분말(Double)들을 400℃의 온도에서, 1시간(1h), 3시간(3h), 5시간(5h) 동안 열처리한 후, 각각에 대한 XRD 결과를 도시하였다. 도 26에서 알 수 있듯이, 일반 구리 분말(Cu)의 경우 열처리됨에 따라, CuO 및 Cu2O가 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 구리 분말에 상기 기능성 물질(FM)이 코팅된 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말의 경우, CuO 및 Cu2O가 적게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 26, a general copper powder (Cu), a composite powder coated with a functional material (FM) once, and a composite powder coated with a functional material (FM) twice at a temperature of 400°C. , After heat treatment for 1 hour (1h), 3 hours (3h), and 5 hours (5h), the XRD results for each are shown. As can be seen from FIG. 26, it was confirmed that CuO and Cu2O were formed as the general copper powder (Cu) was heat-treated. However, in the case of the composite powder according to Example 2 in which the functional material (FM) was coated on copper powder, it was confirmed that less CuO and Cu2O appeared.

도 27을 참조하면, 일반 구리 분말(Cu), 기능성 물질(FM)이 1회 코팅된 복합 분말(Single), 기능성 물질(FM)이 2회 코팅된 복합 분말(Double)들을 500℃의 온도에서, 1시간(1h), 3시간(3h), 5시간(5h) 동안 열처리한 후, 각각에 대한 XRD 결과를 도시하였다. 도 26에서 알 수 있듯이, 일반 구리 분말(Cu)의 경우 열처리됨에 따라, CuO 및 Cu2O가 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 구리 분말에 상기 기능성 물질(FM)이 코팅된 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말의 경우, CuO 및 Cu2O가 적게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 27, a general copper powder (Cu), a composite powder coated with a functional material (FM) once, and a composite powder coated with a functional material (FM) twice at a temperature of 500°C. , After heat treatment for 1 hour (1h), 3 hours (3h), and 5 hours (5h), the XRD results for each are shown. As can be seen from FIG. 26, it was confirmed that CuO and Cu2O were formed as the general copper powder (Cu) was heat-treated. However, in the case of the composite powder according to Example 2 in which the functional material (FM) was coated on copper powder, it was confirmed that less CuO and Cu2O appeared.

도 25 내지 도 27에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 2에 따른 복합 분말은, 구리 분말 상에 기능성 물질(FM)이 코팅됨에 따라, 구리 분말의 내산화도가 향상되는 것을 알 수 있다. As can be seen from FIGS. 25 to 27, in the composite powder according to the second embodiment, as the functional material (FM) is coated on the copper powder, the oxidation resistance of the copper powder is improved.

실시 예 3에 따른 복합 분말 제조Preparation of composite powder according to Example 3

Ball milling 공정을 통하여 입경을 줄인 HDPE(high-density polyethylene) 7g을 준비한다. 또한, 1 wt%의 농도를 갖는 h-BN 기능성을 준비한 후, 기능성 물질과 7g HDPE를 혼합하고, 15 분의 시간 동안 어쿠스틱 믹싱(Acoustic mixing)을 수행하였다. 이에 따라, 베이스 코어(HDPE)에 기능성 물질(h-BN)이 코팅된 상기 실시 예 3에 따른 복합 분말을 제조하였다. Prepare 7g of HDPE (high-density polyethylene) whose particle size is reduced through the ball milling process. In addition, after preparing the h-BN functionality having a concentration of 1 wt%, the functional material and 7g HDPE were mixed, and acoustic mixing was performed for a period of 15 minutes. Accordingly, a composite powder according to Example 3 in which a functional material (h-BN) was coated on a base core (HDPE) was prepared.

도 28은 본 발명의 실시 예 3에 따른 복합 분말을 촬영한 일반 사진이고, 도 29는 본 발명이 실시 예 3에 따른 복합 분말을 촬영한 광학 사진이다. 28 is a general picture of the composite powder according to Example 3 of the present invention, and FIG. 29 is an optical picture of the composite powder according to Example 3 of the present invention.

도 28의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 3에 따른 복합 분말의 제조에 사용되는 베이스 코어(HDPE) 및 기능성 물질(h-BN)을 일반 사진 촬영하여 도 28의 (a)에 도시하였고, 베이스 코어(HDPE) 및 기능성 물질(h-BN)로 형성된 상기 실시 예 3에 따른 복합 분말을 일반 사진 촬영하여 도 28의 (b)에 도시하였다. 도 29의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 상기 실시 예 3에 따른 복합 분말을 각각 다른 배율 및 다른 각도에서 SEM 촬영하여 나타내었다. 도 28 및 도 29를 통해 알 수 있듯이, 상기 실시 예 3에 따른 복합 분말은, 기능성 물질(h-BN)이 베이스 코어(HDPE)의 주위를 둘러싸는 형태로 형성된 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIGS. 28A and 28B, a general photo of a base core (HDPE) and a functional material (h-BN) used for manufacturing the composite powder according to Example 3 was taken, and FIG. 28A ), and a composite powder according to Example 3 formed of a base core (HDPE) and a functional material (h-BN) was taken as a general photograph and shown in FIG. 28(b). Referring to FIGS. 29A to 29D, the composite powder according to Example 3 is shown by SEM photographing at different magnifications and different angles, respectively. As can be seen through FIGS. 28 and 29, it was confirmed that the composite powder according to Example 3 was formed in a form in which a functional material (h-BN) was surrounded by a base core (HDPE).

실시 예 4에 따른 복합 분말 제조Preparation of composite powder according to Example 4

베이스 코어로서 PMMA가 준비된다. 준비된 PMMA를 결합 물질인 silane coupling agent, 및 기능성 물질(h-BN)과 혼합한 후, 어쿠스틱 믹싱을 수행하여 상기 실시 예 4에 따른 복합 분말을 제조하였다. PMMA is prepared as a base core. After mixing the prepared PMMA with a silane coupling agent as a binding material and a functional material (h-BN), acoustic mixing was performed to prepare the composite powder according to Example 4.

도 30은 본 발명의 실시 예 4에 따른 복합 분말을 광학 촬영한 사진이다. 30 is an optical photograph of the composite powder according to Example 4 of the present invention.

도 30의 (a) 내지 (e)를 참조하면, 기능성 물질(h-BN)이 코팅되지 않은 고분자 소재에 결합 물질(silane coupling agent)이 첨가되지 않은 경우와 첨가된 경우의 이미지를 나타내며, 결합 물질(silane coupling agent)이 첨가된 경우 균일한 코팅이 이뤄짐을 확인할 수 있었으며, 각각의 코팅된 복합분말을 복합소재로 제조하였을 때의 이미지를 확인했을 때에도 마찬가지로 결합 물질(silane coupling agent)이 첨가된 경우 복합소재 전체적으로 균일한 분산이 이뤄짐을 확인할 수 있었다. Referring to FIGS. 30A to 30E, images are shown when a silane coupling agent is not added and when a silane coupling agent is added to a polymer material in which a functional material (h-BN) is not coated. When a silane coupling agent was added, it could be confirmed that uniform coating was formed, and when the image of each coated composite powder was made of a composite material, similarly, a silane coupling agent was added. In this case, it was confirmed that uniform dispersion was achieved throughout the composite material.

도 30의 (d) 및 (e)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 4에 따른 복합 분말의 제조 과정에서, silane couping agent가 사용됨에 따라, 베이스 코어(PMMA)와 기능성 물질(h-BN)이 용이하게 결합된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in (d) and (e) of FIG. 30, in the manufacturing process of the composite powder according to Example 4, as the silane couping agent is used, the base core (PMMA) and the functional material (h-BN) are It was confirmed that it was easily combined.

도 31은 본 발명의 실시 예 4에 따른 복합 분말의 화학구조 및 결합 물질(silane coupling agent) 결합 메커니즘 및 함량의 최적화를 나타내는 그래프이다. 31 is a graph showing optimization of a chemical structure and a coupling mechanism and content of a silane coupling agent of a composite powder according to Example 4 of the present invention.

도 31의 (a)를 참조하면, 상기 실시 예 4에 따른 복합 분말의 제조를 위해, 베이스 코어(PMMA), 결합 물질(silane coupling agent), 및 기능성 물질(h-BN)이 결합되는 화학식을 나타내었다. 도 31의 (a)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 4에 따른 복합 분말의 제고 과정에서 결합 물질(silane coupling agent)에 의하여 베이스 코어(PMMA), 및 기능성 물질(h-BN)이 용이하게 결합된 것을 확인할 수 있었다. Referring to (a) of FIG. 31, a formula in which a base core (PMMA), a silane coupling agent, and a functional material (h-BN) are bonded to prepare the composite powder according to the fourth embodiment. Indicated. As can be seen in (a) of FIG. 31, the base core (PMMA) and the functional material (h-BN) are easily combined by a silane coupling agent in the process of manufacturing the composite powder according to the fourth embodiment. I could confirm that it was done.

도 31의 (b) 및 (c)를 참조하면, 결합 물질(silane coupling agent)이 기능성 물질(h-BN)에 화학적으로 결합됨을 확인할 수 있으며, 최적화된 결합물질(silane coupling agent)의 함량은 기능성 물질(h-BN) 대비 3%의 질량비인 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIGS. 31B and 31C, it can be seen that a silane coupling agent is chemically bonded to a functional material (h-BN), and the optimized content of the silane coupling agent is It was confirmed that the mass ratio of the functional material (h-BN) was 3%.

실시 예에 따른 방열 복합 소재 준비Preparation of heat dissipation composite material according to the embodiment

상기 실시 예 4에 따른 복합 분말을 복수개 준비한 이후, 복수의 복합 분말을 응집시키고, 압착하였다. 또한, 압착과정에서 형성된 방열 루트 내에 PMMA 수지를 주입시켜, 상기 실시 예에 따른 방열 복합 소재를 준비하였다. After preparing a plurality of composite powders according to Example 4, a plurality of composite powders were agglomerated and compressed. In addition, by injecting PMMA resin into the heat radiation route formed in the pressing process, a heat radiation composite material according to the embodiment was prepared.

상기 실시 예들에 따른 복합 분말, 및 방열 복합 소재가 아래 <표 4>를 통하여 정리된다. The composite powder and the heat dissipation composite material according to the above embodiments are summarized through Table 4 below.

구분division 구성Configuration 실시 예 1 복합 분말Example 1 composite powder HDPE + EGHDPE + EG 실시 예 2 복합 분말Example 2 composite powder Cu ball + EGCu ball + EG 실시 예 3 복합 분말Example 3 composite powder HDPE + h-BNHDPE + h-BN 실시 예 4 복합 분말Example 4 Composite Powder PMMA + h-BNPMMA + h-BN 실시 예 방열 복합 소재Example heat dissipation composite material 실시 예 4 응집 후 압착Example 4 Pressing after agglomeration

도 32는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재를 광학 촬영한 사진이다. 32 is an optical photograph of a heat dissipating composite material according to an embodiment of the present invention.

도 32의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 상기 실시 예 4에 따른 복합 분말이 응집된 상태, 응집된 복합 분말을 압착시켜 방열 루트가 형성된 상태, 및 방열 루트 내에 PMMA 수지가 주입된 상기 실시 예에 따른 방열 복합 소재를 SEM 촬영하여 나타내었다. 도 32의 (a) 내지 (c)에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 방열 복합 소재는, 복수의 상기 실시 예 4에 따른 복합 분말이 응집되는 과정에서 방열 루트가 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 32A to 32C, a state in which the composite powder according to Example 4 is agglomerated, a state in which a heat dissipation route is formed by pressing the agglomerated composite powder, and a PMMA resin is injected into the heat dissipation route. It is shown by SEM photographing the heat dissipation composite material according to the embodiment. As can be seen from (a) to (c) of FIG. 32, it was confirmed that the heat dissipating composite material according to the embodiment forms a heat dissipation route in the process of agglomeration of the composite powders according to the fourth embodiment.

도 33은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재를 적외선 카메라로 촬영한 사진이다. 33 is a photograph of a heat dissipating composite material according to an embodiment of the present invention taken with an infrared camera.

도 33을 참조하면, 상기 실시 예에 따른 복합 소재를 기능성소재(오른쪽)가 삽입되지 않은 고분자 소재(왼쪽) 및 기능성 소재가 임의적으로 분산된 복합소재(중간) 3가지 타입의 소재를 수직방향, 수평방향으로 열이 인가됨에 따라 열전달이 이루어지는 것을 적외선 카메라로 관찰한 사진을 나타내었다. 도 33에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 복합 소재는 열 분산이 용이하게 이루어지는 것을 확인할 수 있었다.Referring to Figure 33, the composite material according to the embodiment is a polymer material in which a functional material (right) is not inserted (left) and a composite material in which the functional material is randomly dispersed (middle) three types of materials in a vertical direction, A photograph observed with an infrared camera is shown that heat transfer occurs as heat is applied in the horizontal direction. As can be seen from FIG. 33, it was confirmed that the composite material according to the above embodiment facilitates heat dissipation.

도 34는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 복합 소재의 열전도도를 나타내는 그래프이다. 34 is a graph showing the thermal conductivity of a heat dissipating composite material according to an embodiment of the present invention.

도 34의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 복합 소재(Double filler-to-polymer percolation), 상기 실시 예에 따른 방법으로 제조하되 복합소재의 공극을 채우지 못한 복합소재(Single filler percolation), 및 기능성 소재가 임의분산된 상기 실시 예에 따른 복합 소재(Randomly dispersed)의 수직방향, 수평방향 열전도도를 그래프로 나타내었다. 도 34의 (a) 및 (b)에서 알 수 있듯이 상기 실시 예에 따른 복합 소재는 방열 특성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIGS. 34A and 34B, a composite material according to the embodiment (Double filler-to-polymer percolation), a composite material manufactured by the method according to the embodiment, but not filling the voids of the composite material ( Single filler percolation), and the thermal conductivity in the vertical direction and the horizontal direction of the composite material (Randomly dispersed) according to the above embodiment in which the functional material is randomly dispersed are shown in graphs. As can be seen from (a) and (b) of FIG. 34, it was confirmed that the composite material according to the embodiment has excellent heat dissipation properties.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail using preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those who have acquired ordinary knowledge in this technical field should understand that many modifications and variations can be made without departing from the scope of the present invention.

10: 탄소 적층 구조체
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18: 탄소층
100: 베이스 코어
200: 코팅층
300: 방열 루트
FM: 기능성 물질
R: 방열 수지10: carbon laminated structure
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18: carbon layer
100: base core
200: coating layer
300: radiating root
FM: functional substances
R: heat-resistant resin

Claims (15)

복수의 탄소층이 적층된 탄소 적층 구조체를 포함하는 기능성 물질을 준비하는 단계;
상기 기능성 물질을 베이스 코어와 혼합하는 단계; 및
상기 베이스 코어 및 상기 기능성 물질에 진동을 인가하여, 상기 베이스 코어 상에 상기 기능성 물질을 포함하는 코팅층이 코팅된 복합 분말을 형성하는, 코팅층을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 코팅층을 형성하는 단계는 제1 진동을 인가한 후 순차적으로 제2 진동을 인가하는 것을 포함하고, 상기 제1 진동의 진동수는 제2 진동의 진동수보다 더 높은 것이며,
상기 코팅층을 형성하는 단계는, 상기 탄소 적층 구조체에 포함된 상기 탄소층이 진동에 의하여 박리되어 코팅되기 전 상기 기능성 물질이 포함하는 상기 탄소 적층 구조체가 갖는 상기 탄소층의 수는, 코팅된 후 상기 기능성 물질이 포함하는 상기 탄소 적층 구조체가 갖는 상기 탄소층의 수보다 많은 것이며,
코팅된 후 상기 기능성 물질의 라만 스펙트럼(raman spectroscopy)에서 I2D/IG 값이 0.4 초과 0.59 이하인 것을 포함하는 복합 분말의 제조방법.
Preparing a functional material including a carbon laminate structure in which a plurality of carbon layers are stacked;
Mixing the functional material with a base core; And
Comprising the step of forming a coating layer by applying vibration to the base core and the functional material to form a composite powder coated with a coating layer including the functional material on the base core,
The forming of the coating layer includes applying a first vibration and then sequentially applying a second vibration, wherein the frequency of the first vibration is higher than the frequency of the second vibration,
In the forming of the coating layer, the number of carbon layers of the carbon laminated structure included in the functional material before the carbon layer included in the carbon laminated structure is peeled off by vibration and coated It is more than the number of carbon layers of the carbon laminated structure included in the functional material,
After coating, a method for producing a composite powder comprising an I 2D /I G value of greater than 0.4 and less than or equal to 0.59 in a Raman spectroscopy of the functional material.
제1 항에 있어서,
코팅된 후 상기 기능성 물질은 산소 대비 탄소의 중량 비율이 16 이상인 것을 포함하는 복합 분말의 제조방법.
The method of claim 1,
After coating, the functional material has a weight ratio of carbon to oxygen of 16 or more.
제1 항에 있어서,
상기 기능성 물질의 C 1s 함량은 93 wt% 이상인 것을 포함하는 복합 분말의 제조방법.
The method of claim 1,
The method for producing a composite powder comprising the C 1s content of the functional material is 93 wt% or more.
제1 항에 있어서,
코팅된 후 상기 기능성 물질의 함량은 상기 복합 분말 총 중량을 기준으로 0.49 wt% 이상인 것인 복합 분말의 제조방법.
The method of claim 1,
After coating, the content of the functional material is 0.49 wt% or more based on the total weight of the composite powder.
제1 항에 있어서,
상기 기능성 물질을 준비하는 단계는,
적층된 복수의 상기 탄소층 사이에 이온을 삽입하여, 상기 탄소 적층 구조체를 제조하는 단계;
이온이 삽입된 상기 탄소 적층 구조체를 열처리하는 단계; 및
열처리된 상기 탄소 적층 구조체를 초음파 처리하는 단계를 포함하는 복합 분말의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of preparing the functional material,
Manufacturing the carbon laminate structure by inserting ions between the plurality of laminated carbon layers;
Heat-treating the carbon laminated structure into which ions are inserted; And
A method of manufacturing a composite powder comprising the step of ultrasonicating the heat-treated carbon laminated structure.
제1 항에 있어서,
상기 베이스 코어는, 폴리머, 세라믹, 및 금속 중 어느 하나를 포함하는 복합 분말의 제조방법.
The method of claim 1,
The base core is a method for producing a composite powder containing any one of a polymer, ceramic, and metal.
제6 항에 있어서,
상기 폴리머는 HDPE(high-density polyethylene)을 포함하고, 상기 금속은 구리(copper)를 포함하는 복합 분말의 제조방법.
The method of claim 6,
The method of manufacturing a composite powder, wherein the polymer includes high-density polyethylene (HDPE), and the metal includes copper.
제6 항에 있어서,
상기 베이스 코어가 상기 세라믹, 및 상기 금속 중 어느 하나를 포함하는 경우,
상기 베이스 코어와 상기 코팅층을 결합시키는 결합 물질을 더 포함하는 복합 분말의 제조방법.
The method of claim 6,
When the base core includes any one of the ceramic and the metal,
Method for producing a composite powder further comprising a bonding material for bonding the base core and the coating layer.
제8 항에 있어서,
상기 결합 물질은, 실란계 커플링제, 또는 그래프트된 중합체 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 복합 분말의 제조방법.
The method of claim 8,
The bonding material is a method for producing a composite powder comprising at least one of a silane-based coupling agent or a grafted polymer.
제1 항에 있어서,
상기 기능성 물질을 베이스 코어와 혼합하는 단계에서,
상기 기능성 물질의 함량을 제어하여, 상기 복합 분말의 전기전도도 및 열전도도를 제어하는 것을 포함하는 복합 분말의 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of mixing the functional material with the base core,
Controlling the content of the functional material, a method for producing a composite powder comprising controlling the electrical conductivity and thermal conductivity of the composite powder.
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