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금속섬유 제조 기술 개발 현황
Trend in Development of Metal Fiber Fabrication Process 원문보기

한국분말야금학회지 = Journal of Korean Powder Metallurgy Institute, v.19 no.6, 2012년, pp.458 - 465  

박만호 ((주)알란텀) ,  윤중열 (한국기계연구원 부설 재료연구소) ,  한유동 (한국기계연구원 부설 재료연구소) ,  송요승 (한국항공대학교 항공재료공학과)

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문제 정의

  • 금속섬유는 금속재료를 머리카락 굵기보다 직경이 작은 섬유 형상으로 제조한 것으로서, 섬유 형상이 가지는 구조적 장점과 금속 고유의 물리적 특성의 결합으로 인해 고온용 필터, 전자파 차단제, 전극소재, 가스버너용 매트, 흡음재 등 다양한 산업에 핵심소재로 사용되고 있다. 본 고에서는 금속섬유의 대표적인 제조 공법의 종류와 특징에 대해 알아보았다. 금속섬유 제조 공법은 크게 기계가공법과 용융추출법으로 분류할 수 있으며 절삭법, 인발법, 압출법 등의 기계가공법과 CME법, PDME법, Taylor법 등의 용융추출법이 있으며 stainless steel, fecralloy, nickel, aluminium, copper, titanium 등 매우 다양한 종류의 금속섬유가 제조되고 있다.
  • 본 고에서는 다발인발법, 절삭법, 급냉응고법 등 대표적인 금속섬유 제조기술 및 응용분야에 대해서 기술하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
금속섬유란 무엇인가? 금속섬유(metal fiber)는 일반적으로 머리카락(약 70~100 µm)보다 직경이 작은 50 µm 미만의 미세한 직경을 가지면서 직경 대비 길이가 100배 이상이 되는 섬유 형상의 금속으로, 섬유 형상이 가지는 유연성과 함께 금속 고유의 기계적 특성과 전기 전도도, 내열, 내식성을 보유하고 있어, 고온 소결공정을 통해 기공도 70% 이상의 다공체로 제조하여 고온·고압용 필터, 표면 연소용 다공성 버너 소재, 정전기 방지용 도전성 플라스틱, 고면적 전극 소재 등으로 사용하고 있다[1].
1936년에 계발된 인발(drawing) 공법은 무엇인가? 인발(drawing) 공법으로 금속섬유가 개발되어 직경 50µm이하의 stainless steel 섬유가 상업적으로 사용되기 시작하면서 직경이 가늘어질수록 공정 비용이 기하급수적으로 상승하는 문제점을 극복하고자 분리재를 코팅한 수백여 가닥의 금속 선을 모아서 원하는 직경까지 연속적으로 인발하는 다발인발법(bundle drawing process)이 1936년에 개발되었으며[2], Bekaert사(벨기에)와 일본정선사(일본) 등이 다발 인발법을 적용한 stainless steel 섬유를 고온/고압 필터에 적용하면서 금속섬유의 활용처에 관한 연구가 활발히 진행되기 시작하였다[1, 3].
Taylor공법을 사용하여 섬유상을 만들기 어려운 재료의 특징은 무엇인가? Taylor공법은 보호재와 용융금속이 함께 소성변형이 일어나야 하며, 공급되는 보호재의 온도가 Tg 이상으로 유지되어야 점도, 인장력, 표면장력, 반응성 등에 의해 섬유화 가능성이 결정된다. 보호재의 점도가 낮거나, 인장력이 크거나, 표면장력이 작으면 금속을 섬유상으로 만들기 어려운 문제가 있는 것으로 보고되고 있다.
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참고문헌 (27)

  1. R. D. Bruyne and I. Lefever: Metal Fibers, Ullmann's Ency. of Indust. Chem., A4-5-4 (1988) 37. 

  2. S. J. Everett: US 2050298 (1936). 

  3. J. A. Roberts: Handbook of Fillers and Reinforcements for Plastics, J. V. Milewski (Ed.), Chapter 31, Van Nostrand Reinhold, New York, (1978) 597. 

  4. A. N. Husain and S. Yagoobi: ASME-IMECE, 364, Nashville, TN, (1999) 261. 

  5. H. Baur, K. Lempenauer, M. Hartweg and G. Stephani, "Porous Metal Fiber Component - POMFICO" Annual Report (1995). 

  6. P. Chen: The Japan Soc. for Preci. Eng., 61 (1995) 9. 

  7. Z. P. Wan, Y. Tang, Y. J. Liu and W. Y. Liu: J. of Mater. Proc. Tech., 189 (2007) 273. 

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  8. M. Kaneko, M. Y. Jun, M. Imamura and A. Yanagisawa: J. Japan Soc. of Powder and Powder Metall., 50 (2003) 253. 

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  9. M. Kaneko, J. J. Lee, M. Imamura and A. Yanagisawa: J. Text. Eng., 47 (2001) 23. 

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  10. R. E. Maringer and C. E. Mobley: J. Vac. Sci. Technol., 11 (1972) 1097. 

  11. R. E. Maringer, A. Rudnick and C. E. Mobley: US 3,838,185 (1974). 

  12. http://www.ifam.fraunhofer.de/ 

  13. O. M. Stewart, R. E. Maringer and C. E. Mobley: US 3,812,901 (1974). 

  14. B. S. Mitin and V. A. Vasiliev: Mater. Sci. and Eng., A133 (1991) 746. 

  15. J. O. Strom-Olsen: Mater. Sci. and Eng., A178 (1994) 239. 

  16. A. Zaluska, Z. Altounian and J. O. Strom-Olsen: J. Magetism and Magnetic Mater., 115 (1992) 230. 

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  17. G. Stephani, C. Kostmann and P. Neumann: Advances Powder Met. Part1 Mater., 5 (1996) 23. 

  18. P. Rudkowks, J. O. Strom-Olsen, G. Rudkowska, A. Zaluska and P. Ciureanu: IEEE Transaction on Magnetics, 31 (1995) 1224. 

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  19. M. H. Park, Y. S. Song and J. H. Won: Adv. Mater. Res., 15-17 (2007) 592. 

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  20. C. H. Suk, D. E. Lee and M. H. Park: US 6,604,570 (2003). 

  21. P. Diwez: ASM, Trans Quart, 60 (1967) 605. 

  22. D. I. Kim and T. Y. Park: J. Korean Fiber Society, 40 (2003) 39. 

  23. N. I. Baik, S. K. Hur and H. Y. Ra: J. KFS, 9 (1989) 396. 

  24. N. I. Baik: J. KFS, 18 (1998) 41. 

  25. J. A. Jansen, A. F. von Recum, J. P. C. M. van der Waerden and K. de Groot: Biomaterials, 13 (1992) 959. 

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  26. I. Yuranov, L. Kiwi-Minsker and A. Renken: Appl. Cata. B Environ., 43 (2003) 217. 

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  27. W. Liu, Z. Zeng and D. Ming: J. of Mater. Proc. Tech., 142 (2003) 562. 

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