초록 ▼

●핵심기술:
- Ag-Cu 이원계 나노/극미세 공정합금의 미세구조 제어 및 열처리를 통한 접점특성 향상
- 기존 Ag-10wt%Cd alloy에 metal coating을 부분적으로 실시한 후 내부산화 공정을 통하여 선택적 산화반응을 제어
- 자기펄스 압축성형법을 활용한 ECO 접점 소재의 개발
●최종목표:
ECO 접점소재 개발 및 자원고부가화 기술개발
- 유해물질제거 및 Ag 저감용 ECO 합금설계기술개발
- 에너지저감형 ECO 공정기술개발
●개발내용 및 결과:
- Ag-Cu계 나노

●핵심기술:
- Ag-Cu 이원계 나노/극미세 공정합금의 미세구조 제어 및 열처리를 통한 접점특성 향상
- 기존 Ag-10wt%Cd alloy에 metal coating을 부분적으로 실시한 후 내부산화 공정을 통하여 선택적 산화반응을 제어
- 자기펄스 압축성형법을 활용한 ECO 접점 소재의 개발
●최종목표:
ECO 접점소재 개발 및 자원고부가화 기술개발
- 유해물질제거 및 Ag 저감용 ECO 합금설계기술개발
- 에너지저감형 ECO 공정기술개발
●개발내용 및 결과:
- Ag-Cu계 나노/극미세 공정 합금 미세구조 제어 및 열처리를 통한 접점특성 향상 나노/극미세 공정합금은 합금용탕이 동시에 두 고체상으로 상변태하는 공정반응을 통해 얻어지는 합금으로 공정합금만의 독특한 미세구조적 형상에서 기인하는 초고강도,고탄성, 내부식성, 내마모성 등 매우 우수한 기계적 물성을 가지고 있음.
* 전기전도도
기존 소재 65%IACS, 최종목표 >80%IACS
􀙛 연구 결과 78%IACS달성
* Ag 사용량 저감율
기존 소재 20%, 최종목표 >20%
􀙛 연구 결과 13%달성
* 접합강도
기존 소재 130Mpa, 최종목표 150Mpa
􀙛 연구 결과 150Mpa달성
* 항복강도(430MPa)
확보하였으며 이를 통해 기존 접점재료 및 대체재료가 가지는 문제점을 해결할 수 있는 대안재를 제시
- 본 연구를 통해 확립된 열처리 조건을 활용하여 차후 물성 향상 가능성을 보유
- Stress-induced diffusion 및 metal coating으로 인한 산화제어로 Cladding공정 삭제 및 산화 공정시간 단축
* 전기전도도 : >80%IACS
→내부산화 전: 23~24%IACS
→Metal coating 전/후 내부산화 후: 43~47%IACS
* 접점경도 : >90Hv
→내부산화 전: 100Hv
→Metal coating 전/후 내부산화 후: 155Hv
ㅇ기존소재 대비 약 1.7배 경도 향상
* 내마모성 : 100,000 cycles
→내부산화 전: 100,000cycle 기준 무게감소 약 3.4%
→Metal coating 전/후 내부산화 후: 100,000cycle 기준 무게감소 약 1.6%
ㅇ기존소재 대비 약 2배 내마모성 향상
* 접합강도 : 150MPa
→내부산화 전: 120MPa
→Metal coating 전 내부산화 후: 55MPa
→Metal coating 후 내부산화 후: 25MPa
* Ag 저감율 : >20%
ㅇ기존소재 대비 약 21% Ag저감
- 자기펄스 압축성형법을 활용한 ECO 접점소재의 개발
(AgSnO2, Ag-SnO2-Bi2O2)
●기술개발배경:
현재 널리 사용되고 있는 접점재료는 중금속구제를 법적으로 적용받지 않아 그에 관련된 연구가 Ag-CdO 소재기술이 주를 이루고 있으며, 친환경소재의 경우 주석 산화물계를 주로 사용하고 있으나,. 산화물 제어 및 접착력 감소 등 특성 저하와 가격 상승으로 인해 외국 수입에 의존하고 있음. 또한 지속적으로 귀금속의 가격이 상승하여 직접적으로 단가 인상에 영향을 주고 있는 실정임. 이에 따라 점점 친환경 소재를 사용하고자하는 국제사회 및 시장의 요구에 발맞추고 Ag의 사용량을 절감하여 단가를 낮출 수 있는 기술개발을 통해 미래 접점소재 시장을 이끌어 나갈 유해물질 저감, 특성향상 자원고부가화 기술의 개발이 매우 시급함.
●핵심개발기술의 의의:
본 연구를 통해 개발된 Ag-Cu 이원계 공정합금의 경우 상변태론적 관점에서 융점이 낮아 제조가 용이하고 해외기술의 도입 없이 국내 기술만으로 개발이 가능하였으며, 기존의 사용되는 단상영역의 합금계에서 벗어나 필요에 따라 상영역의 선택에 따른 특성의 선택이 용이함. 또한 성형과 동시에 치밀화가 가능한 자기펄스 압축성형법, Metal coating, Stress induced diffusion제어 등의 다양한 기술로 에너지 저감형 ECO 접접소재의 상용화 가능성을 제시함으로써 기존의 복잡한 접점소재 제조 공정을 획기적으로 줄일 수 있는 매우 큰 장점이 있으며, 현재 일본이 독점 지배적인 Cd-free 접점소재 시장에서 시장점유율을 확대할 수 있는 가능성을 부여할 수 있을 것으로 사료되며 Ag의 사용량을 60at%로 획기적으로 줄임으로서 재료단가의 절감에 매우 효과적이라 할 수 있음.
●적용분야:
전기접점은 전기에너지양의 크기에 불문하고 적은 힘으로 그 흐름을 쉽게 제어하는 기능을 하는 개폐기내의 전기적으로 접촉을 행하는 주요부품으로 스위치, 릴레이, 개폐기, 보안기, 보안기, 정류자부품, 차단기, 전기, 통신기기, 엘리베이터, 자동차부품 등 거의 모든 산업에 이용되고 있음.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 9
• 목차 ... 16
• 제 1 장 서론 ... 17
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 17
• 제 2 절 국내 • 외 관련 기술의 현황 ... 21
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적 • 경제적 파급 효과 ... 29
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 30
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 30
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 33
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 37
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 37
• 1.연구개발 추진 일정 ... 37
• 2.연구개발 추진 실적 ... 38
• 3. 열처리시간에 따른 Ag-Cd alloy에서의 산화 거동 ... 47
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 102
• - 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 102
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 105