[신소재공학] Cu powder size 에 따른 성형,소결체 성질 비교

1. 서론

구리(Cu)는 뛰어난 전기전도성, 열전도성, 내식성 및 연성으로 인해 다양한 산업 분야에서 광범위하게 활용되고 있다. 이러한 특성들은 특히 전기전자, 건축자재, 자동차 부품 등에서 중요하게 작용하며, 최근에는 신소재 개발의 일환으로 미세구리 분말(Cu powder)이 널리 연구되고 있다. Cu 분말의 크기에 따라 성형 및 소결 후 형성되는 체적밀도, 기계적 성질, 전기전도성 등 여러 특성이 현저히 달라짐이 보고되고 있다. 일반적으로 미세 구리 분말은 표면적이 넓어 높은 소결 촉진효과를 나타내지만, 동시에 뭉침 현상이나 가공 특성 저하 등의 문제가 발생하기도 한다. 반면, 큰 크기의 Cu 분말은 가공 용이성이 높고 균일한 미세구조 형성이 용이하지만, 치밀한 성형과 우수한 전기적 특성을 얻기 위해서는 높은 소결 온도와 긴 소요시간이 필요하다. 연구에 따르면, 10 μm 이하의 극세 Cu 분말은 800°C 이하의 저온에서도 98% 이상의 치밀도를 달성할 수 있으며, 이는 20 μm 이상의 Cu 분말보다 15% 이상 높은 성능을 보여준다. 또한, 미세 분말의 경우 강한 면발임을 가지는 경우가 많아 성형 시 균열 발생 빈도가 높아지고, 가공 난이도가 증가…