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다공성 지지체와 상기 지지체 표면 상에 수소분리 기능을 갖는 수소분리층을 갖는 수소분리막의 제조방법에 있어서, 금속 파우더를 소결하여 균일한 기공분포와 표면기공들을 갖는 다공성 금속 지지체를 제조하는 단계, 상기 다공성 지지체의 표면을 미세연마하고, 이를 통해 생성된 상기 지지체의 서브 마이크론 크기의 미립자에 의해 표면기공들이 매립되도록 하여 경면으로 평탄화시키는 단계, 상기 지지체 표면상에 수소분리 기능성을 갖는 수소분리층의 미세결정들의 직경이 0
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제1항에 있어서,상기 다공성 지지체 및 수소분리층의 재료는 500℃~700℃의 온도구간에서 서로 고용체 형성이 가능한 물질로부터 선택되는 것인 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 다공성 지지체는 스테인리스강, 니켈, 탄탈륨, 바나듐, 티타늄 및 이들의 합금 중 하나 이상에서 선택되는 것인 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 수소분리층은 팔라듐, 바나듐, 니오븀, 지르코늄, 탄탈륨, 백금 및 이들의 합금 중 하나 이상에서 선택되는 것인 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 수소분리층은 팔라듐/구리, 팔라듐/은, 팔라듐/금, 팔라듐/니켈 및 팔라듐/이트륨으로 이루어진 합금 중 하나 이상에서 선택되는 것인 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 다공성 지지체와 수소분리층의 계면에 형성된 다수의 개기공들의 높이는 수소분리층 두께의 1/3이상 ~ 3/4이하이고, 부피는 수소분리층 부피분율의 1/3이상 ~ 3/4이하인 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 다공성 지지체의 제조는 직경이 100nm인 금속 파우더를 소결하여 균일한 기공분포와 3㎛ 이하의 표면기공들을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 수소분리막의 제조방법
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제7항에 있어서, 상기 다공성 지지체를 제조하는 단계는,상기 금속 파우더의 미세화 및 균일화를 위하여 금속 파우더에 볼밀링 공정을 수행하는 것을 더 포함하는 수소분리막의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 다공성 지지체를 제조하는 단계는, 상기 금속 파우더의 소결 후 관찰되는 다공성 지지체의 기공분포가 불균일하고, 10㎛ 크기 이상의 거대 표면기공들이 존재할 경우,거대 표면기공들을 다공성 지지체 자체의 금속 파우더, 또는 다공성 지지체 및 수소분리층과 Hume-Rothery rule을 만족하는 금속 파우더로 매립하거나, 상기 금속 파우더와 동일한 금속층으로 상기 표면을 코팅하는 것을 더 포함하는 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 다공성 지지체의 표면을 미세연마하는 단계는,1㎛~ 9㎛인 크기의 연마제를 사용하여 일차 연마한 후 단계적으로 직경이 0
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제10항에 있어서,상기 연마제는 경도와 수소투과기능성을 겸비한 세리아, 알루미나, 실리카 및 다이아몬드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 수소분리막의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 미세연마에 의해 생성된 다공성 지지체 자체 미립자의 크기는 직경이 0
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제1항에 있어서,상기 다공성 지지체의 표면을 미세연마하는 단계는,다공성 섬유상의 적층구조를 갖는 연마포를 사용하여 연마포 상부의 단단한 물질로 표면 기공을 매립하여 평탄화시키고, 연마포 하부의 부드러운 물질로 연마균일도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 다공성 지지체의 표면을 미세연마하는 단계에서, 다공성 지지체의 미세연마로 인해 생긴 불순물들을 세정하기 위해, 브러쉬로 불순물 입자들을 제거하고, NH4OH 또는 SC-1(Standard Clean 1) 용액을 사용하여 화학적 오염물을 제거한 다음, 메가소닉의 초음파를 사용하여 불순물 입자들을 제거하고, 및100℃이하의 온도에서 건조시키는 것을 더 포함하는 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 다공성 지지체 표면상에 수소분리층을 코팅하는 단계에서,상기 수소분리층의 코팅은 건식코팅 또는 습식코팅으로 수행되는 것을 특징으로 하는 수소분리막의 제조방법
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제15항에 있어서,상기 수소분리층은 불순물의 도입 없이 수소분리층과 금속층의 연속적인 코팅이 가능하고, 미세균일 코팅층 형성이 용이한 스퍼터 공정으로 수행되는 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 수소분리층의 두께는 3㎛ 내지 8㎛인 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서,미세연마에 의해 분쇄된 자체 미립자의 크기가 서브마이크론 이하로 작을수록 열처리 공정에 의한 미세입자들의 반응 활성화에 의한 확산 및 재소결이 증진되어 상기 다공성 지지체와 수소분리층의 계면에서 다수의 개기공들(열린구조) 효과가 극대화되는 것을 특징으로 하는 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 미세연마 공정에 의해 분쇄된 자체 미립자 및 수소분리층의 결정이 각각 미세할수록 열에너지에 의한 상호확산, 재결정 및 재소결이 증진되어 낮은 열처리 온도에서도 상기 다공성 지지체와 수소분리층의 계면에서 다수의 개기공들(열린구조)이 형성되는 것을 특징으로 하는 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서, 수소분리층의 두께가 얇을수록 두께감소에 의한 수소투과도 증가와 함께 다수의 개기공들에 의한 수소투과도 증가가 복합되어 수소분리막의 기능성이 향상되는 것을 특징으로 하는 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서, 다공성 지지체나 수소분리층의 금속재료 종류에 구애받지 않으며 수소분리층 제조의 경우에도 습식 및 건식 코팅방법에 관계없이 사용가능하며 수소분리막 형태나 크기에도 상관없이 범용적으로 사용가능한 것을 특징으로 하는 수소분리막의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 다공성 지지체와 수소분리층은 물리화학적 친화력이 양호하여 일정한 열처리 온도에서 상호 간 고용체로 고용(Hume-Rothery Rule)될 수 있는 금속들을 사용하여 수소분리막의 표면치밀화와 상기 다공성 지지체와 수소분리층의 계면에서 다수의 개기공들(열린구조)이 형성될 수 있도록 함으로써, 수소분리막의 수소투과선택도 증진과 더불어 경사기능성을 가짐으로써 내구성을 향상시킬 수 있는 수소분리막의 제조방법
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제1항 내지 제16항 및 제19항 중 어느 한 항에 따라 제조된 수소분리막
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