KR20080078096A - Fabrication method of alumina coating layer - Google Patents

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KR20080078096A KR1020070017662A KR20070017662A KR20080078096A KR 20080078096 A KR20080078096 A KR 20080078096A KR 1020070017662 A KR1020070017662 A KR 1020070017662A KR 20070017662 A KR20070017662 A KR 20070017662A KR 20080078096 A KR20080078096 A KR 20080078096A
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Abstract

A method for forming an alumina coating layer is provided to prevent the agglomeration and inhomogeneous dispersion of particles within a polyphase alumina coating layer formed on a substrate, and to produce the alumina coating layer in a simple process and at a low cost. A method for forming an alumina coating layer includes a step of coating a substrate with ammonium aluminum carbonate hydroxide, followed by heat-treating the coated substrate. The substrate is powder or film. The substrate is made of a ceramic or metallic material. The ammonium aluminum carbonate hydroxide is prepared by mixing an aqueous solution containing an aluminum salt with an aqueous solution of ammonium bicarbonate. A molar ratio of the aluminum salt and ammonium bicarbonate ranges from 1:25 to 1:2. Further, the aluminum salt is selected from NH4Al(SO4)2, aluminum nitrate, aluminum sulfide and aluminium chloride.

Description

알루미나 코팅층 형성 방법 {FABRICATION METHOD OF ALUMINA COATING LAYER}Alumina coating layer formation method {FABRICATION METHOD OF ALUMINA COATING LAYER}

도 1a 및 도 1b는 다양한 조건에서 각각 분말 또는 필름 형상의 기지 표면 위에 암모늄 알루미늄 탄산염으로 코팅층을 형성하는 것을 보여주는 모식도,1A and 1B are schematic diagrams showing the formation of a coating layer with ammonium aluminum carbonate on a powder or film-shaped matrix surface under various conditions, respectively;

도 2a 내지 도 2c는 실시예 1 내지 3의 조건에 따라 각각 다른 금속염으로부터 제조한 암모늄 알루미늄 탄산염 입자의 분포도,2A to 2C are distribution charts of ammonium aluminum carbonate particles prepared from different metal salts respectively according to the conditions of Examples 1 to 3;

도 3a 및 도 3b는 각각 실시예 2 및 4의 조건에 따라 금속 필름 표면에 암모늄 알루미늄 탄산염을 형성하여 얻은 코팅층의 투과전자현미경(TEM) 사진,3A and 3B are transmission electron microscope (TEM) photographs of coating layers obtained by forming ammonium aluminum carbonate on the surface of metal films according to the conditions of Examples 2 and 4, respectively;

도 4a 내지 도 4c는 실시예 5, 6 및 8의 조건에 따라 분말 표면에 암모늄 알루미늄 탄산염을 형성하여 얻은 코팅층의 주사전자현미경(SEM) 사진,4A to 4C are scanning electron microscope (SEM) photographs of coating layers obtained by forming ammonium aluminum carbonate on the powder surface according to the conditions of Examples 5, 6, and 8;

도 5a 내지 도 5c는 실시예 16 내지 18의 조건에 따라 구상의 분말 위에 암모늄 알루미늄 탄산염을 코팅한 코팅 분말을 각각의 온도에서 열처리하여 제조한 다상의 알루미나의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.5A to 5C are scanning electron microscope (SEM) photographs of multi-phase alumina prepared by heat-treating a coating powder coated with ammonium aluminum carbonate on spherical powders according to the conditions of Examples 16 to 18 at respective temperatures.

본 발명은 알루미늄염과 탄산수소암모늄을 이용하여 나노 크기의 암모늄 알루미늄 탄산염 입자를 제조하고, 이를 이용하여 분말 또는 필름 형상을 갖는 세라 믹 또는 금속 재질의 기지 표면에 다상의 알루미나 코팅층을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for preparing nano-sized ammonium aluminum carbonate particles using aluminum salts and ammonium bicarbonate, and forming a multi-phase alumina coating layer on a matrix or ceramic substrate surface having a powder or film shape using the same. It is about.

알루미나 분말은 기능성 촉매, 고온 구조용 세라믹스, 흡수제 등의 첨단 분야에 다양하게 활용되어 지고 있다. 특히, 나노 크기를 가진 알루미나는 높은 표면적과 표면 활성화 에너지, 입자의 균일성으로 인하여 기존의 재료에서 발견되지 않는 고 경도, 고 강도, 고 내마모성과 같은 기계적 성질과 화학적 성질과 전자기적 성질에서 특유한 물성이 발견된다. 이에 따라, 알루미나 분말을 이용하여, 세라믹 성형체의 소결 특성을 개선하고 균일한 미세 구조를 형성하며 금속 표면에 내식성 및 고온 내산화성을 향상시키는 등의 효과를 얻기 위해서, 재료 표면에 기능성을 부여하여 재료의 특성을 변화시키는 연구가 진행되고 있다.Alumina powder has been widely used in advanced fields such as functional catalysts, high temperature structural ceramics, and absorbents. In particular, nano-sized alumina has unique properties in terms of mechanical and chemical and electromagnetic properties such as high hardness, high strength and high wear resistance that are not found in conventional materials due to its high surface area, surface activation energy and uniformity of particles. This is found. Accordingly, in order to improve the sintering characteristics of the ceramic molded body, form a uniform microstructure, and improve corrosion resistance and high temperature oxidation resistance on the metal surface by using alumina powder, the material surface is imparted with functionality to the material. Research to change the characteristics of the research is in progress.

재료 표면에 알루미나를 코팅하는 방법으로 가장 대표적인 것이 분말 코팅법, 모재 분말 상에 다른 분말을 흡착시키는 방법, 졸-겔 코팅 방법 등이 있다. 상기 제시한 방법들은 나노 코팅층을 형성하기에는 입자의 응집 및 공정의 복잡성으로 제조 원가가 높다는 단점이 있다. The most typical method of coating alumina on the surface of the material is a powder coating method, a method of adsorbing another powder on the base powder, and a sol-gel coating method. The methods presented above have a disadvantage in that the manufacturing cost is high due to the aggregation of particles and the complexity of the process for forming the nano coating layer.

따라서, 기지 상에 나노 입자 크기를 가진 다상의 알루미나로 세라믹 또는 금속의 기지 표면에 코팅층을 형성하기 위한 간편한 공정과 저렴한 비용의 제조 방법이 제시될 필요가 있다.Therefore, there is a need to provide a simple process and a low cost manufacturing method for forming a coating layer on a matrix surface of a ceramic or metal with polyphase alumina having a nanoparticle size on a matrix.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기지 상에 형성된 다상의 알루미나 코팅층 내에서의 입자의 응집 현상과 불균일한 분산을 방지하고, 보다 간편한 공정과 저렴한 비용으로 알루미나 코팅층을 형성하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, to prevent the aggregation phenomenon and uneven dispersion of particles in the multi-phase alumina coating layer formed on the base, and to form an alumina coating layer at a simpler process and lower cost There is a purpose.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 세라믹 또는 금속 재질 등의 기지 상에 알루미나의 전구체인 암모늄 알루미늄 탄산염(Ammonium Aluminum Carbonate Hydroxide; AACH)을 코팅한 후 열처리하는 것을 특징으로 하는 알루미나 코팅층 형성 방법을 제공한다. 본 발명에 의해 제조된 알루미나 코팅층에는 나노 크기의 다상의 알루미나가 균일하게 분포되어 있다. In order to achieve this object, the present invention provides a method for forming an alumina coating layer, characterized in that the coating is heat-treated after the coating of ammonium aluminum carbonate (AACH) which is a precursor of alumina on a base such as ceramic or metal material do. In the alumina coating layer prepared according to the present invention, nano phase polyphase alumina is uniformly distributed.

여기서, 상기 암모늄 알루미늄 탄산염은 알루미늄염을 함유하는 수용액과 탄산수소암모늄 수용액을 혼합하여 제조할 수 있다. 즉, 알루미나의 전구체인 암모늄 알루미늄 탄산염을 제조하기 위해, 출발 원료는, 침전제로서 탄산수소암모늄(NH4HCO3)과 알루미늄염으로서 암모늄 명반(NH4Al(SO4)2), 질산알루미늄(Al(NO3)3), 황화알루미늄, 염화알루미늄(AlCl3) 등을 사용할 수 있다. Here, the ammonium aluminum carbonate may be prepared by mixing an aqueous solution containing an aluminum salt with an aqueous solution of ammonium bicarbonate. That is, to prepare ammonium aluminum carbonate, which is a precursor of alumina, the starting materials are ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3 ) as a precipitant, ammonium alum (NH 4 Al (SO 4 ) 2 ) as aluminum salt, aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 ), aluminum sulfide, aluminum chloride (AlCl 3 ), and the like can be used.

본 발명은 기지 상에 암모늄 알루미늄 탄산염을 코팅하는 다양한 방법을 포함한다. 예컨대, 기지가 알루미나 미세 분말인 경우, 알루미나 미세 분말이 분산된 탄산수소암모늄 수용액에 다양한 알루미늄염 수용액을 저온에서 반응시켜서, 다양한 크기와 형상으로 조절된 암모늄 알루미늄 탄산염이 분말 형상의 기지 표면 위에 나노 코팅층을 형성할 수 있다. 이 경우, 알루미나 미세 분말을 탄산수소암모늄 수용액이 아닌 알루미늄염 수용액에 분산시킬 수도 있다. 또는, 탄산수소암모늄 수용 액과 알루미늄염 수용액을 미리 저온에서 반응시킨 후, 이 혼합 용액에 분말 또는 필름 형상을 갖는 기지를 분산 또는 침지시킬 수도 있다.The present invention includes various methods of coating ammonium aluminum carbonate on a matrix. For example, when the base is an alumina fine powder, various aqueous aluminum salt solutions are reacted at a low temperature with an aqueous solution of ammonium bicarbonate in which the alumina fine powder is dispersed, so that the ammonium aluminum carbonate adjusted to various sizes and shapes is nano-coated on the surface of the powder base. Can be formed. In this case, the alumina fine powder may be dispersed in an aqueous aluminum salt solution rather than an aqueous ammonium bicarbonate solution. Alternatively, the ammonium bicarbonate aqueous solution and the aluminum salt aqueous solution may be reacted at low temperature in advance, and then the matrix having a powder or film shape may be dispersed or immersed in the mixed solution.

또한, 본 발명은 알루미늄염을 함유하는 수용액과 탄산수소암모늄 수용액이 혼합된 용액의 pH를 조절하여 알루미나 나노 코팅층의 형상을 쌀알 형상, 구상 또는 봉상으로 조절할 수 있다.In addition, the present invention can adjust the pH of the solution mixed with an aqueous solution containing an aluminum salt and an aqueous solution of ammonium bicarbonate to adjust the shape of the alumina nano coating layer into a rice grain shape, spherical shape or rod shape.

도 1a 및 도 1b는 다양한 조건에서 각각 분말 또는 필름 형상의 기지 표면 위에 암모늄 알루미늄 탄산염으로 코팅층을 형성한 예를 보여주는 모식도이다. 반응 조건에 따라 구형의 분말 또는 필름의 표면 위에 다양한 모양과 크기를 갖는 알루미나의 전구체 입자를 형성함으로써, 다양한 표면 기능을 가지는 기능성 코팅체를 얻을 수 있다. 이 알루미나의 전구체 입자들이 코팅된 분말 혹은 필름을 온도에 따라 열처리하면 분말 혹은 필름 표면 위에 다상(비정질 상, 감마 상, 세타 상 및/또는 알파 상)의 알루미나가 미세하게 형성된 코팅체를 얻을 수 있다. 이렇게 얻은 코팅체는 미세하며 작은 양으로도 비표면적이 크게 향상되기 때문에 기능성 촉매제 내지 소결 특성 개선 등의 목적으로 좋은 이점이 있다.1A and 1B are schematic diagrams showing an example in which a coating layer is formed of ammonium aluminum carbonate on a powder or film-shaped matrix surface under various conditions, respectively. By forming precursor particles of alumina having various shapes and sizes on the surface of spherical powder or film according to the reaction conditions, a functional coating having various surface functions can be obtained. When the powder or film coated with the precursor particles of the alumina is heat-treated according to the temperature, a coating in which the alumina of polyphase (amorphous phase, gamma phase, theta phase and / or alpha phase) is finely formed on the powder or film surface can be obtained. . The coating thus obtained is fine and has a good advantage for the purpose of improving the functional catalyst or sintering properties because the specific surface area is greatly improved even in a small amount.

본 발명의 구체적인 실시예를 아래에 나타내었으나, 본 발명은 아래의 실시예에 국한되지 아니한다.Specific embodiments of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to the following embodiments.

실시예Example

알루미늄염으로 암모늄 명반(NH4Al(SO4)2), 질산알루미늄(Al(NO3)3), 황화알루 미늄 또는 염화알루미늄(AlCl3) 등을 녹인 수용액을 탄산수소암모늄 침전 용액과 반응시켜 암모늄 알루미늄 탄산염을 얻는다. 이때, 반응 온도는 10℃ 이하로 유지하고, pH가 8 이상이 되도록 조정하였다. 이때, 알루미늄염과 탄산수소암모늄의 몰 비는 1:2 이하로 하였는데, 1:25까지도 가능하다. 몰 비를 1:2 초과로 하는 경우에는 암모늄 알루미늄 탄산염의 생성량이 적어서 수율이 떨어지는 문제가 있고, 몰 비를 1:25 미만으로 하는 경우에는 합성 후 남은 탄산수소암모늄을 제거하는 데 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.An aqueous solution of ammonium alum (NH 4 Al (SO 4 ) 2 ), aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 ), aluminum sulfide or aluminum chloride (AlCl 3 ) as an aluminum salt is reacted with an ammonium bicarbonate precipitation solution. Obtain ammonium aluminum carbonate. At this time, reaction temperature was maintained at 10 degrees C or less, and it adjusted so that pH might be 8 or more. At this time, the molar ratio of the aluminum salt and ammonium bicarbonate was 1: 2 or less, but may be up to 1:25. If the molar ratio is greater than 1: 2, the amount of ammonium aluminum carbonate is low, resulting in a low yield. If the molar ratio is less than 1:25, it takes a long time to remove the ammonium bicarbonate remaining after synthesis. There is a problem.

분말 위에 코팅하는 경우, 반응액에 분말을 넣고 침전 반응을 통하여 분말 위에 코팅하고 그 침전물을 수세한 후에 -54℃에서 동결 건조하여 암모늄 알루미늄 탄산염이 표면에 코팅된 미세 분말을 얻는다. 필름의 표면에 코팅하는 경우 상기한 반응액을 pH에 따라 코팅한 후 건조하여 코팅체를 제조한다. 이들 코팅체는 합성로에서 400℃ 이상에서 온도에 따라 열처리하여 다상의 알루미나가 코팅된 분말 내지 필름을 얻는다.In the case of coating on the powder, the powder is added to the reaction solution, the powder is coated on the powder through a precipitation reaction, and the precipitate is washed with water and then freeze-dried at -54 ° C to obtain a fine powder coated on the surface of ammonium aluminum carbonate. In the case of coating on the surface of the film is coated with the reaction solution according to the pH and dried to prepare a coating. These coatings are heat-treated in accordance with the temperature at 400 ℃ or more in a synthetic furnace to obtain a powder or film coated with a multi-phase alumina.

다양한 알루미늄염을 이용하여 합성된 암모늄 알루미늄 탄산염(AACH)의 평균 입자 크기를 표 1에 나타내었다. The average particle size of ammonium aluminum carbonate (AACH) synthesized using various aluminum salts is shown in Table 1.

금속염(알루미늄염)Metal salt (aluminum salt) pHpH 결정상 Crystal phase 평균입자크기(nm)Average particle size (nm) 실시예 1Example 1 Al(NO3)3 Al (NO 3 ) 3 1010 AACHAACH 22.822.8 실시예 2Example 2 AlCl3 AlCl 3 1010 AACHAACH 7.57.5 실시예 3Example 3 NH4Al(SO4)2 NH 4 Al (SO 4 ) 2 1010 AACHAACH 16.216.2 실시예 4Example 4 AlCl3 AlCl 3 1111 AACHAACH 9595

표 1을 참조하면, 실시예 1, 2 및 3은 탄산수소암모늄(NH4HCO3)과, 알루미늄염으로 질산알루미늄(Al(NO3)3), 염화알루미늄 (AlCl3), 암모늄 명반(NH4Al(SO4)2)으로부터 각각 제조한 암모늄 알루미늄 탄산염의 평균 입자 크기를 나타낸 것으로 염화알루미늄으로 합성할 경우 평균 입자 크기가 7.5 nm로 가장 작았다. Referring to Table 1, Examples 1, 2, and 3 show ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3 ), aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 ), aluminum chloride (AlCl 3 ), ammonium alum (NH) as an aluminum salt. The average particle size of the ammonium aluminum carbonate prepared from 4 Al (SO 4 ) 2 ) was respectively shown.

도 2a 내지 도 2c는 실시예 1 내지 3의 조건에 따라 각각 다른 금속염으로부터 제조한 암모늄 알루미늄 탄산염 입자 크기 및 분포를 보인 것으로, 금속염에 따라 침전물의 크기 및 분포를 임의로 조정할 수 있음을 알 수 있다. 도 2a는 질산알루미늄으로부터 제조한 암모늄 알루미늄 탄산염의 입자 크기 및 분포로 평균 입자 크기가 22.8 nm 이고, 2.5~40 nm의 입자 크기 분포를 가진 분말이 합성됨을 나타낸다. 도 2b는 염화알루미늄으로부터 얻은 암모늄 알루미늄 탄산염의 입자 크기 및 분포로 평균 입자 크기가 7.5 nm 이고, 3~12 nm 범위에서 균일한 분포를 가짐을 나타내고 있다. 도 2c는 암모늄 명반으로부터 얻은 암모늄 알루미늄 탄산염의 입자 크기 및 분포로 평균 입자 크기가 16.2 nm 이고, 7.5~23 nm의 입자 크기 분포를 가진 분말이 합성됨을 나타낸다.2A to 2C show the size and distribution of ammonium aluminum carbonate particles prepared from different metal salts according to the conditions of Examples 1 to 3, and it can be seen that the size and distribution of the precipitates can be arbitrarily adjusted according to the metal salts. Figure 2a shows that the particle size and distribution of the ammonium aluminum carbonate prepared from aluminum nitrate has a mean particle size of 22.8 nm, a powder having a particle size distribution of 2.5-40 nm. 2B shows that the particle size and distribution of the ammonium aluminum carbonate obtained from aluminum chloride have an average particle size of 7.5 nm and a uniform distribution in the range of 3 to 12 nm. Figure 2c shows that the particle size and distribution of ammonium aluminum carbonate obtained from ammonium alum has a mean particle size of 16.2 nm and a powder having a particle size distribution of 7.5-23 nm.

도 3a 및 도 3b는 각각 실시예 2 및 4의 조건에 따라 금속 필름 표면에 암모늄 알루미늄 탄산염을 형성하여 얻은 코팅층의 투과전자현미경(TEM) 사진으로, 반응 조건에 따라 암모늄 알루미늄 탄산염의 결정 크기와 형상이 크게 달라짐을 볼 수 있다. 실시예 2는 구상의 암모늄 알루미늄 탄산염 코팅층이, 실시예 4는 봉상(혹은 마름모 형상)의 암모늄 알루미늄 탄산염 코팅층이 금속 필름 표면에 균일하게 형성된 것을 보여주고, 따라서 반응 조건에 따라 형상의 조절이 가능함을 알 수 있다. 3A and 3B are transmission electron microscope (TEM) images of a coating layer obtained by forming ammonium aluminum carbonate on the surface of a metal film according to the conditions of Examples 2 and 4, respectively, and the crystal size and shape of the ammonium aluminum carbonate depending on the reaction conditions. This can be seen to vary greatly. Example 2 shows that the spherical ammonium aluminum carbonate coating layer and Example 4 shows that the rod-shaped (or rhombic) ammonium aluminum carbonate coating layer is uniformly formed on the metal film surface, and thus the shape can be controlled according to the reaction conditions. Able to know.

아래의 표 2는 서로 다른 출발염으로부터 암모늄 알루미늄 탄산염을 제조한 실시예와 그 물성을 나타낸 것이다. Table 2 below shows examples of preparing ammonium aluminum carbonate from different starting salts and their physical properties.

실시예Example 출발염Starting salt pHpH 결정상 Crystal phase 입자 크기(nm)Particle size (nm) 실시예 5Example 5 AlCl3 AlCl 3 88 AACHAACH 8080 실시예 6Example 6 99 AACHAACH < 10<10 실시예 7Example 7 1010 AACHAACH < 10<10 실시예 8Example 8 1111 AACHAACH 100100 실시예 9Example 9 NH4Al(SO4)2 NH 4 Al (SO 4 ) 2 88 AACHAACH 9090 실시예 10Example 10 99 AACHAACH < 15<15 실시예 11Example 11 1010 AACHAACH < 15<15 실시예 12Example 12 1111 AACHAACH 6060

표 2에서, 실시예 5~8은 다양한 형상과 크기가 조절된 암모늄 알루미늄 탄산염의 코팅층을 얻기 위해, 염화알루미늄을 이용하여 반응액의 pH를 8에서부터 11까지 변화하여 실시한 예이다. In Table 2, Examples 5 to 8 are examples of changing the pH of the reaction solution from 8 to 11 using aluminum chloride to obtain a coating layer of ammonium aluminum carbonate having various shapes and sizes.

도 4a 내지 도 4c는 실시예 5, 6 및 8의 조건에 따라 분말 표면에 암모늄 알루미늄 탄산염을 형성하여 얻은 코팅층의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 도 4a 내지 도 4c는 도 1a 및 도 1b의 모식도에서 보인 바와 같이 반응조건에 따라 쌀알 형상(도 4a), 구상(도 4b), 그리고 봉상(도 4c)의 다양한 형태의 나노 입자가 분말 표면 위에 코팅됨을 보여주고 있다.4A to 4C are scanning electron microscope (SEM) photographs of coating layers obtained by forming ammonium aluminum carbonate on the powder surface according to the conditions of Examples 5, 6, and 8. 4A to 4C show various types of nanoparticles of rice grain shape (FIG. 4A), spherical shape (FIG. 4B), and rod shape (FIG. 4C) according to the reaction conditions, as shown in the schematic diagrams of FIGS. 1A and 1B. It shows coating.

아래의 표 3은 각각 염화알루미늄 및 암모늄 명반으로부터 얻은 알루미나 전구체를 열처리하여 제조한 다상의 전이 알루미나에 대한 실시예와 그 물성을 정리한 표이다. Table 3 below is a table summarizing the examples and physical properties of the multi-phase transition alumina prepared by heat treatment of the alumina precursor obtained from aluminum chloride and ammonium alum.

실시예Example 출발염Starting salt 열처리온도(℃)Heat treatment temperature (℃) 결정상 Crystal phase 입자 크기(nm)Particle size (nm) 실시예 13Example 13 AlCl3 AlCl 3 400400 amorphousamorphous < 10<10 실시예 14Example 14 650650 γ-phase γ-phase < 20<20 실시예 15Example 15 750750 γ-phaseγ-phase > 40> 40 실시예 16Example 16 NH4Al(SO4)2 NH 4 Al (SO 4 ) 2 400400 amorphousamorphous < 15<15 실시예 17Example 17 650650 γ-phaseγ-phase < 15<15 실시예 18Example 18 750750 γ-phaseγ-phase > 20> 20

표 3에서, 실시예 13~15는 염화알루미늄을 이용하여 기지 표면 위에 약 pH 9에서 암모늄 알루미늄 탄산염으로 코팅층을 형성한 분말을 400~750℃에서 한 시간 동안 열처리하여 얻은 다상의 알루미나 코팅분말에 대한 실시예로, 온도에 따른 결정상과 크기의 변화를 나타내었다. 또한, 실시예 16~18은 암모늄 명반을 이용하여 분말 위에 암모늄 알루미늄 탄산염을 코팅하고 열처리하여 다상의 알루미나 코팅분말을 얻는 실시예를 보인 것이다. In Table 3, Examples 13 to 15 are for the multi-phase alumina coated powder obtained by heat-treating the powder formed with the ammonium aluminum carbonate at about pH 9 on the matrix surface using aluminum chloride at 400-750 ° C. for one hour. As an example, the change in crystal phase and size with temperature is shown. In addition, Examples 16 to 18 show an example of obtaining a multi-phase alumina coating powder by coating and heat treatment of ammonium aluminum carbonate on the powder using an ammonium alum.

이들 실시예에서 보는 바와 같이, 400℃의 저온에서 비정질상의 알루미나가 형성되고, 650℃ 이상에서 γ-상 알루미나 코팅층이 형성되었으며, 염에 따라 입자크기가 다른 나노상 알루미나 코팅 분말을 얻을 수 있다. As shown in these examples, amorphous alumina was formed at a low temperature of 400 ℃, γ-phase alumina coating layer was formed at 650 ℃ or more, it is possible to obtain a nano-phase alumina coating powder having a different particle size depending on the salt.

도 5a 내지 도 5c는 실시예 16 내지 18의 조건에 따라 구상의 분말 위에 암모늄 알루미늄 탄산염을 코팅한 코팅 분말을 각각의 온도에서 열처리하여 제조한 다상의 알루미나의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 도 5a, 도 5b 및 도 5c는 분말 표면 위에 형성한 암모늄 알루미늄 탄산염 코팅 분말을 각각 400℃, 650℃, 750℃에서 한 시간 동안 열처리하여 얻은 다상의 알루미나가 코팅된 분말의 주사전자현미경 사진이다. 650℃까지 거의 성장이 없는 매우 미세한 구상의 나노상 전이 알루미나 코팅층이 형성되었음을 확인할 수 있다.5A to 5C are scanning electron microscope (SEM) photographs of multi-phase alumina prepared by heat-treating a coating powder coated with ammonium aluminum carbonate on spherical powders according to the conditions of Examples 16 to 18 at respective temperatures. 5A, 5B and 5C are scanning electron micrographs of a multi-phase alumina coated powder obtained by heat-treating ammonium aluminum carbonate coated powder formed on the powder surface at 400 ° C., 650 ° C., and 750 ° C. for 1 hour, respectively. It can be seen that a very fine spherical nanophase transition alumina coating layer with little growth up to 650 ° C was formed.

본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiments, it is merely exemplary, and the present invention may encompass various modifications and equivalent other embodiments that can be made by those skilled in the art. Will understand.

본 발명에 의해 제조된 알루미나 코팅층 내에는 응집체가 형성되지 않고, 다양한 형태의 균일한 다상의 나노 알루미나 코팅체를 얻을 수 있으며, 간단한 공정과 저렴한 생산 비용으로 제조가 가능할 뿐만 아니라, 미세하고 작은 양으로도 비표면적을 크게 향상시킬 수 있어 기능성 촉매제 내지 소결 특성 개선 등에 좋은 효과를 나타낼 수 있다. In the alumina coating layer prepared according to the present invention, aggregates are not formed, and various types of uniform multiphase nano alumina coatings can be obtained, which can be manufactured with a simple process and low production cost, and in small and small amounts. In addition, the specific surface area can be greatly improved, and thus, a good effect can be obtained for improving the functional catalyst and the sintering characteristics.

Claims (8)

기지 상에 암모늄 알루미늄 탄산염(Ammonium Aluminum Carbonate Hydroxide; AACH)을 코팅한 후 열처리하는 것을 특징으로 하는 알루미나 코팅층 형성 방법.A method of forming an alumina coating layer, characterized in that the coating is carried out after coating Ammonium Aluminum Carbonate Hydroxide (AACH) on a substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기지는 분말 또는 필름 형상인 것을 특징으로 하는 알루미나 코팅층 형성 방법.The base is alumina coating layer forming method, characterized in that the powder or film shape. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기지는 세라믹 또는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 알루미나 코팅층 형성 방법.The base is alumina coating layer forming method, characterized in that the ceramic or metal material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 암모늄 알루미늄 탄산염은 알루미늄염을 함유하는 수용액과 탄산수소암모늄 수용액을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 알루미나 코팅층 형성 방법.The ammonium aluminum carbonate is prepared by mixing an aqueous solution containing an aluminum salt and an aqueous solution of ammonium bicarbonate. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 알루미늄염과 탄산수소암모늄의 몰 비는 1:25∼1:2인 것을 특징으로 하는 알루미나 코팅층 형성 방법.The molar ratio of the aluminum salt and ammonium bicarbonate is 1:25 to 1: 2 method of forming an alumina coating layer. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 알루미늄염을 함유하는 수용액과 탄산수소암모늄 수용액이 혼합된 용액의 pH를 조절하여 알루미나 나노 코팅층의 형상을 쌀알 형상, 구상 또는 봉상으로 조절하는 것을 특징으로 하는 알루미나 코팅층 형성 방법.A method for forming an alumina coating layer, characterized in that to adjust the pH of the solution containing the aqueous solution containing the aluminum salt and the aqueous solution of ammonium bicarbonate to adjust the shape of the alumina nano-coating layer into a rice grain shape, spherical shape or rod shape. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 알루미늄염은 암모늄 명반(NH4Al(SO4)2), 질산알루미늄, 황화알루미늄, 염화알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 알루미나 코팅층 형성 방법.The aluminum salt is at least one selected from the group consisting of ammonium alum (NH 4 Al (SO 4 ) 2 ), aluminum nitrate, aluminum sulfide, aluminum chloride. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열처리는 400℃ 이상에서 온도에 따라 이루어짐으로써 비정질, 감마(γ), 세타(θ) 또는 알파(α) 상의 알루미나 분말을 형성하는 것을 특징으로 하는 알루미나 코팅층 형성 방법.The heat treatment is performed according to the temperature at 400 ℃ or more to form an alumina powder of amorphous, gamma (γ), theta (θ) or alpha (α) phase, characterized in that the alumina coating layer.
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