초록 ▼

□ 최종목표
ㅇ Ti의 초고순도화(4N 이상, 산소 <500 ppm) 및 순도평가 요소기 술개발
ㅇ Ti계 합금나노분말 제조 및 소결 공정, 차세대 페이스트용 판상 미립 은 분말 제조 요소기술개발
ㅇ TiO₂ 및 비금속담체를 활용한 광 산란 제어용 하이브리드 분말 제조 요소기술개발

□ 개발내용 및 결과
ㅇ 수소 플라즈마 용해에 의한 티타늄 내 금속불순물 제거(4N급)
ㅇ 칼슘 첨가에 의한 티타늄 내 산소저감 및 금속불순물 제거(0 < 400 ppm)
ㅇ GDMS 도입에 따른 자체적인 티타

□ 최종목표
ㅇ Ti의 초고순도화(4N 이상, 산소 <500 ppm) 및 순도평가 요소기 술개발
ㅇ Ti계 합금나노분말 제조 및 소결 공정, 차세대 페이스트용 판상 미립 은 분말 제조 요소기술개발
ㅇ TiO₂ 및 비금속담체를 활용한 광 산란 제어용 하이브리드 분말 제조 요소기술개발

□ 개발내용 및 결과
ㅇ 수소 플라즈마 용해에 의한 티타늄 내 금속불순물 제거(4N급)
ㅇ 칼슘 첨가에 의한 티타늄 내 산소저감 및 금속불순물 제거(0 < 400 ppm)
ㅇ GDMS 도입에 따른 자체적인 티타늄 금속의 순도평가기술(ppb 농도 이하) 확보
ㅇ 전기선 폭발법에 의한 Ti 및 Ti 합금 submicron급 분말 제조공정 개발(입도: 50~150 nm)
ㅇ 급속가압소결을 통한 소결공정 기술개발(밀도 > 99%)
ㅇ 판상 은 분말의 최적 제조조건 확립(PdCl₂, NH₄OH, H₂O₂ 및 PVP)
ㅇ 판상 은 분말의 제조규모 확대 조건 도출(평균입도: < 5.6 ㎛, 판상, Aspect ratio: 17~30, 회수율: 90~97%)
ㅇ 은 페이스트 제조 및 특성분석: 전기비저항 ≤ 39μΩ·cm
ㅇ 광 산란 제어용 하이브리드 분말 제조기술 개발
ㅇ Organic templating법을 이용한 광산란 제어용 하이브리드 다공성 CeO₂-SiO₂ 복합분말 제조 및 자외선 차단율 13% 향상(파장 320 nm)
ㅇ 비금속담체 제조 및 다공성 캐리어 특성 제어 기술 확립(기공크기 2~100 nm, 나노분말 담지율 5-30% 달성)
ㅇ 튜브형 캐리어 초미분화 및 선별 기술 개발(5㎛ 이하 튜브형 분말 수득를 60% 달성)
ㅇ 튜브형 캐리어 내부 TiO₂ 나노입자 담지기술 개발(자외선 UVA/UVB 차단율 17.2% 향상, 파장 320 nm UV 차단율 20.6% 향상)

□ 기대효과
ㅇ 차세대 페이스트 제조 기반기술 및 판상 금속분말의 입도 및 형상 제어 기술 확립
ㅇ 고순도 정련 기술 개발(4N급 이상) 및 GDMS 도입에 따른 국내 최초 극미량 불순물(ppb level) 평가 기반 구축으로 국내 관련 기술 및 산업 발전에 기여
ㅇ 전해전착법과 전기선 폭발법의 복합공정을 통한 3원계 나노 합금분말 제조기술 확립
ㅇ 나노소재 제조 핵심기술의 확보 및 이를 활용한 하이브리드 소재화 기반기술 확립

□ 적용분야
ㅇ 고순도 금속 소재 산업(항공우주, 전자, 기계분야 부품 및 소재)
ㅇ 전도성 페이스트, 전극 및 전자파 차폐재
ㅇ 기능성 화장품, 페인트, 엔지니어링 플라스틱 등 광 산란 관련 제품분야

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

IV. R&D Results
• Ultra-high purification of Ti
- Removal of metallic impurities in Ti by hydrogen plasma arc melting(4N grade)
- Removal of oxygen content in Ti by adding calcium(0 < 400 ppm)
- Securement of analytical technique for trace impurities in Ti(below ppb level) and esta

IV. R&D Results
• Ultra-high purification of Ti
- Removal of metallic impurities in Ti by hydrogen plasma arc melting(4N grade)
- Removal of oxygen content in Ti by adding calcium(0 < 400 ppm)
- Securement of analytical technique for trace impurities in Ti(below ppb level) and establishment of data base for purity evaluation of ultra-high pure titanium using GDMS
• Fabrication of Ti and Ti alloy nanopowders
- Fabrication of Ti-N, Ti-Cr, Ti-Cr-N, and Ti-V-Cr alloy nanopowders through electro-deposition followed by electrical wire explosion
- Rapid sintering Ti-Co, TiAl-Al₂O₃, Ti₃Al-Al₂O₃ alloy nanopowder(Sub-project)
• Synthesis of flaky Ag powder for next generation pastes
- Scale-up of the preparation of flake silver powder(AgNO₃ concentration: 0.025 M → 0.075 M, volume: 100 ㎖ → 1 ℓ)
- Investigation of electrical properties and preparation of silver paste(Particle size 5.6 ㎛, shape flake, aspect ratio 17~30, yield 90~97%, specific resistance ≤ 65 μΩ· cm)
• Fabrication of hybrid powders for light scattering applications
- Fabrication of hybrid porous CeO₂-SiO₂ mixed powder for light scattering applications and the improvement of UV light absorption (higher than 13%)
- Development of the characterization system for nanoparticles’ optochemical catalytic properties
- Development of the transition metal-doping technique for alleviating the catalytic effects of CeO₂ nanoparticles
- Development of two methods for encapsulating TiO₂ nanoparticles inside the tubular carrier: UV light absorption up to 20.6% at 320 nm
- Development of the technique for characterizing optical properties of hybrid colloids prepared for light scattering applications

(출처 : SUMMARY 10p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 15
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 17
• 제1절 연구개발 목적 및 필요성 ... 17
• 1. Ti 초고순도화 기술 ... 17
• 2. Ti/Ti합금 분말 제조 ... 17
• 3. 차세대 페이스트용 판상 미립 은 분말 제조 ... 18
• 4. 광 산란 제어용 하이브리드 분말 제조 ... 18
• 제2절 연구개발 내용 및 범위 ... 21
• 1. Ti 초고순도화 기술 ... 21
• 2. Ti/Ti합금 분말 제조 ... 21
• 3. 차세대 페이스트용 판상 미립 은 분말 제조 ... 22
• 4. 광 산란 제어용 하이브리드 분말 제조 ... 23
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 26
• 제1절 Ti 초고순도화 기술 ... 26
• 1. 티타늄의 초고순도화 기술 ... 26
• 2. 티타늄의 고온용해정련 기술 ... 27
• 제2절 전기선 폭발법에 의한 Ti/Ti합금 나노분말 제조 ... 31
• 제3절 차세대 페이스트용 판상 미립 은 분말 제조 ... 32
• 제4절 광 산란 제어용 하이브리드 분말 제조 ... 34
• 1. 광 산란 제어용 구형 하이브리드 다공체 분말 제조 ... 34
• 2. 광산란 제어용 튜브형 하이브리드 분말 제조 ... 34
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 36
• 제1절 티타늄의 초고순도화 ... 36
• 1. 수소 플라즈마 용해정련 ... 36
• 2. 티타늄 내 산소제어 ... 42
• 3. 순도평가 기반 기술 확립 및 DB화 ... 61
• 4. 결론 ... 63
• 제2절 전기선 폭발법에 의한 Ti계 합금 나노분말 제조 ... 64
• 1. 실험장치 및 방법 ... 64
• 2. 실험결과 및 고찰 ... 65
• 제3절 차세대 페이스트용 판상 미립 은 분말 제조 ... 76
• 1. 실험재료 및 방법 ... 76
• 2. 실험결과 및 검토 ... 78
• 3. 결론 ... 102
• 제4절 광 산란 제어용 하이브리드 분말 제조 ... 104
• 1. 광 산란 제어용 구형 하이브리드 다공체 분말 제조 ... 104
• 2. 광 산란 제어용 튜브형 하이브리드 분말 제조 ... 124
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 156
• 제1절 연구목표의 달성도 ... 156
• 1. 당해연도 목표달성도 ... 156
• 제2절 관련분야의 기여도 ... 157
• 1. 정책적 측면 ... 157
• 2. 과학기술적 측면 ... 157
• 3. 경제·산업적 측면 ... 157
• 4. 국민생활과 사회 수준 향상에의 기여 측면 ... 157
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 158
• 제1절 성과확산방안 ... 158
• 제2절 기술이전방안 ... 159
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 160
• 제1절 선행특허 조사 ... 160
• 1. 해외 특허 분석 ... 160
• 2. 특허 조사 결과 및 차별성 ... 161
• 3. 관련특허 조사 결과 ... 161
• 제2절 선행논문 조사 ... 163
• 1. 해외 논문 분석 ... 163
• 2. 논문조사 결과 및 차별성 ... 164
• 3. 관련논문 조사결과 ... 164
• 제3절 선진국 연구기관의 연구실 벤치마킹 ... 166
• 1. 선진국 연구기관의 연구실 벤치마킹 ... 166
• 2. 선진국 연구기관 대비 기술수준 분석 ... 166
• 3. 세계선도국가 기술수준 및 연구개발 역량 분석 ... 167
• 제7장 참고문헌 ... 168
• 별첨 : Ti/Ti합금 고밀도 소결기술개발 연구 ... 171
• 제출문 ... 173
• 요약문 ... 175
• SUMMARY ... 177
• CONTENTS ... 179
• 목차 ... 180
• 제1장 서론 ... 181
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 182
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 191
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 222
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 223
• 제6장 참고문헌 ... 224
• 끝페이지 ... 226