| 초록 |
니오븀의 화학적 성질은 탄탈륨과 매우 유사하지만 지각내 존재량은 니오븀이 탄탈륨 보다 10배 정도 풍부하다. 니오븀과 탄탈륨의 가장 큰 차이는 그들의 물리적 성질이다. 우선 니오븀은 더 낮은 용융점(2,468°C)을 가지며(탄탈륨의 경우 2,998°C), 비중은 니오븀의 경우 8.5g/cm³로 탄탈륨에 비해 2배 낮다. 산화 니오븀과 니오븀 카바이드는 산화탄탈륨과 탄탈륨 카바이드에 비해 불안정하다. 따라서 니오븀은 주로 Ta, Mo, W, V, Zr등과 같이 합금소재로 많이 사용되며, 생체재료, 의료 및 화학공업 분야등에서 사용량이 급격히 증가하고 있는 금속이다. 따라서 본 연구에서는 환원제가 분말 특성에 어떠한 영향을 미치는가를 알아보고 그 특성을 분석하였다. 원료물질로서 K2NbF7, 화원제로서 Na, 희석제 로서는 KCl, KF를 사용하여 850°C의 반응온도에서 환원반응을 실시하였다. 이때 환원제인 Na는 원료물질을 전체 환원시킬수 있는 양인 이론적 화학당량보다 각각 0%, +1%, +3% 그리고 +5%로 과잉첨가하여 환원반응을 실시하였다. 실험결과 환원제의 첨가량이 증가함에 따라 입자의 크기는 증가하였으며, 0%일때 3.2um에서 +5%일 때 9.8um으로 증가하였고, 입자의 형태는 전체적으로 구형으로 양호하였다. 또한 환원제의 첨가량이 증가함에 따라 입자의 균일도는 저하하였으며 이는 환원제와 원료물질의 반응시 환원제의 공급속도 및 반응비가 부분적으로 일정하지 않아 분말 생성에 큰 영향을 주었다. 분말내 불순물 분석에서는 환원제의 첨가량이 증가할 수록 Fe, Cr, Ni등의 중금속의 불순물의 함량이 증가하였다. 이는 반응후에도 잉여 Na가 존재하여 온도를 상승시킴으로서 반응용기 및 교반기의 부식을 초래하여 반응물로 유입됐을 것으로 판단된다. 금속열환웝법에 의해 금속 분말을 제조시 환원제 및 원료물질간에 물리적 접촉에 의한 반응으로 금속 분말이 형성되며 따라서 환원제 및 원료물질간의 반응을 어떻게 조절하느냐가 분말 특성에 가장 중요한 변수이다. 따라서 환원제의 잉여투과 양을 조절함으로서 양호한 니오븀 분말 제조가 가증할 것으로 판단된다. |
