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KR101335865B1 - Catalyst support for spececraft thruster and method for fabricating the same - Google Patents

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KR101335865B1
KR101335865B1 KR1020120031416A KR20120031416A KR101335865B1 KR 101335865 B1 KR101335865 B1 KR 101335865B1 KR 1020120031416 A KR1020120031416 A KR 1020120031416A KR 20120031416 A KR20120031416 A KR 20120031416A KR 101335865 B1 KR101335865 B1 KR 101335865B1
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alumina particles
space vehicle
alumina
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유명종
한조영
김수겸
장익준
신나라
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한국항공우주연구원
전남대학교산학협력단
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Abstract

우주 비행체 추력기용 촉매 담체 및 이의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 의한 우주 비행체 추력기용 촉매 담체는 알루미늄 75 ∼ 95중량% 및 2족 원소 또는 란탄족 원소 5 ∼ 25 중량%를 포함함으로써 다공성 및 고강도 특성을 유지함과 동시에 약 1473K ∼ 1673K의 고온에서도 열적 안정성과 큰 비표면적을 가져 친환경 추진제를 사용하는 경우에도 촉매의 활성을 유지시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 우주 비행체 추력기용 촉매 담체의 제조방법은 알루미나 입자를 성형하는 단계,상기 알루미나 입자를 2족 원소 또는 란탄족 원소가 포함된 용액에 함침하여 상기 원소가 포함된 헥사알루미네이트 입자를 제조하는 단계를 포함함으로써 제조되는 입자의 형태 및 다공성을 간단하고 용이하게 제어할 수 있다.A catalyst carrier for a space vehicle thruster and a method of manufacturing the same are disclosed. The catalyst carrier for the spacecraft thruster according to the present invention contains 75 to 95% by weight of aluminum and 5 to 25% by weight of Group 2 or Lanthanon elements to maintain porosity and high strength and thermal stability at high temperatures of about 1473K to 1673K. It has a large specific surface area and can maintain the activity of the catalyst even when using an environmentally friendly propellant. In addition, the method of manufacturing a catalyst carrier for a space vehicle thruster according to the present invention comprises the steps of molding the alumina particles, the hexaaluminate particles containing the element by impregnating the alumina particles in a solution containing a Group 2 element or a lanthanide element It is possible to control the form and porosity of the particles to be produced simply and easily by including the step of preparing.

Description

우주 비행체 추력기용 촉매 담체 및 이의 제조방법{Catalyst support for spececraft thruster and method for fabricating the same}Catalyst support for spacecraft thruster and method for preparing the same {Catalyst support for spececraft thruster and method for fabricating the same}

본 발명은 우주 비행체 추력기용 촉매 담체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성형된 알루미나 입자에 2족 원소 또는 란탄족 원소를 첨가함으로써 고온에서 열적 안정성을 유지할 수 있는 헥사알루미네이트계 우주 비행체 추력기용 촉매 담체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a catalyst carrier for a space vehicle thruster and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a hexaaluminate space vehicle capable of maintaining thermal stability at high temperature by adding a Group 2 element or a lanthanide element to the molded alumina particles. It relates to a catalyst carrier for the thruster and a method for producing the same.

하이드라진(hydrazine)을 연료로 사용하는 단일 추진제 추력기는 인공위성 등 우주 비행체의 자세 제어를 위한 대표적인 추력 시스템이다. 이는 이리듐 촉매를엔진 내에 내장된 추력기용 촉매로서 사용하고, 하이드라진을 액체 추진제로 사용하여, 상기 촉매와 추진제의 반응에 의한 열분해를 통해 발생되는 기체의 팽창으로 추력을 생성한다. A single propellant thruster using hydrazine as a fuel is a representative thrust system for attitude control of spacecraft such as satellites. It uses iridium catalyst as a catalyst for thrusters embedded in the engine and hydrazine as a liquid propellant to generate thrust due to the expansion of the gas generated through pyrolysis by the reaction of the catalyst with the propellant.

한편, 하이드라진 단일 추진제 추력기는 그 신뢰성과 편리성으로 인해 오늘날 가장 광범위하게 사용되고 있으나, 하이드라진은 독성이 강하고 취급이 어려워 이를 대체할 수 있는 친환경적인 추력 시스템의 개발이 필요한 실정이다. On the other hand, hydrazine single propellant thruster is the most widely used today because of its reliability and convenience, hydrazine is toxic and difficult to handle, it is necessary to develop an eco-friendly thrust system to replace it.

하이드라진을 대체할 수 있는 친환경적 추진제로 Hydroxylammonium nitrate(HAN), Hydrazinium nitroformate(HNF), ammonium dinitramide(ADM) 및 ammonium nitrate(AN) 등이 개발되고 있다. 그러나, 하이드라진의 분해시 연소열은 약 1273K인 반면, 상기 HAN, HNF, ADM 및 AN의 연소열은 약 1473K ∼ 1673K로 200K 이상 높다. 따라서, 보다 고온에서도 촉매 활성을 유지할 수 있도록 열적 안정성을 가지는 촉매 담체의 개발이 필수적으로 요구된다. Hydroxylammonium nitrate (HAN), Hydrazinium nitroformate (HNF), ammonium dinitramide (ADM), and ammonium nitrate (AN) are being developed as alternatives to hydrazine. However, the heat of combustion upon decomposition of hydrazine is about 1273K, whereas the heat of combustion of HAN, HNF, ADM and AN is about 1473K to 1673K, which is higher than 200K. Therefore, it is necessary to develop a catalyst carrier having thermal stability so that the catalyst activity can be maintained even at a higher temperature.

상기 담체는 촉매의 노출 표면적이 커지도록 고도로 분산시켜 담지하기 위해 비표면적이 큰 다공성 물질을 사용한다. 또한, 담체는 기계적, 열적, 화학적으로 안정하여야 하는 바, 이러한 조건을 만족하는 담체로서 일반적으로 알루미나를 사용한다. 그러나, 알루미나는 1123K, 1327K, 1473K로 온도가 증가함에 따라 γ형에서 δ, θ, α형으로 상전이가 일어나면서 급격하게 비표면적이 감소하여 촉매 담체로서의 기능을 상실하는 문제점이 발생한다. The carrier uses a porous material having a large specific surface area to be highly dispersed and supported to increase the exposed surface area of the catalyst. In addition, since the carrier must be mechanically, thermally, and chemically stable, alumina is generally used as a carrier that satisfies these conditions. However, as the alumina increases in temperature to 1123K, 1327K, and 1473K, as the phase transition occurs from γ to δ, θ, and α types, the specific surface area decreases rapidly, resulting in a loss of function as a catalyst carrier.

이러한 상전이에 의한 비표면적 감소를 억제하기 위해 미국 등록특허 제7, 137, 244호에는 란타늄(La), 바륨(Ba) 등과 같은 희토류 금속 또는 전이금속 등을 첨가하고, 마이크로에멀젼(micro emulsion) 또는 알콕사이드(alkoxide) 방법을 이용하여 헥사알루미네이트 상을 가지는 알루미나 분말(powder)을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 상기 방법에 의해 제조된 헥사알루미네이트 상의 알루미나 분말을 우주 비행체 추력기용 촉매 담체로 이용하기 위해서는 입자 형태로 성형하는 과정이 필수적으로 요구된다. In order to suppress the reduction of the specific surface area due to the phase transition, U.S. Patent Nos. 7,137 and 244 are added rare earth metals or transition metals such as lanthanum (La), barium (Ba), and the like, and a micro emulsion or A method for producing an alumina powder having a hexaaluminate phase using an alkoxide method is disclosed. In order to use the alumina powder on the hexaaluminate prepared by the above method as a catalyst carrier for a space vehicle thruster, a molding process in the form of particles is essential.

그러나, 상기 방법에 의해 제조된 헥사알루미네이트 상의 알루미나 분말을 입자 형태로 성형하기 위해서는 유기 또는 무기 결합재의 사용이 요구되는 바, 이는 제조공정의 복잡성, 제조비용의 증가 등 공정상의 비효율성을 초래하였다. 또한, 성형 과정에서 입자의 형태 및 다공성을 제어하기가 어려운 문제점이 있었다. 따라서, 친환경적인 추진제의 개발과 더불어 고온에서도 기계적, 열적, 화학적 안정성을 가지는 촉매 담체 및 보다 간단하고 용이하게 입자의 형태 및 다공성을 제어할 수 있는 제조방법의 개발이 필요한 실정이다. However, in order to form the alumina powder on the hexaaluminate prepared by the above method in the form of particles, use of an organic or inorganic binder is required, which leads to process inefficiencies such as complexity of manufacturing process and increase of manufacturing cost. . In addition, it was difficult to control the shape and porosity of the particles in the molding process. Therefore, in addition to the development of environmentally friendly propellants, there is a need for development of a catalyst carrier having mechanical, thermal and chemical stability even at high temperatures, and a manufacturing method that can more easily and easily control the form and porosity of the particles.

이에 본 발명의 제 1 목적은, 자가 접착성을 가지는 형 알루미나를 이용하여 알루미나 입자를 성형하고, 이에 2족 원소 또는 란탄족 원소를 첨가하여 약 1473K ∼ 1673K의 고온에서도 열적 안정성과 일정한 비표면적을 가지는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체를 제공하는 데 있다. Accordingly, the first object of the present invention is to form alumina particles using self-adhesive alumina, and to add a Group 2 element or a lanthanide element to provide thermal stability and a constant specific surface area even at a high temperature of about 1473K to 1673K. Eggplant is to provide a catalyst carrier for the space vehicle thruster.

또한, 본 발명의 제 2 목적은, 함침법을 이용하여 알루미나 입자에 2족 또는 란탄족 원소를 첨가함으로써 분말 형태를 거치지 않고 직접 입자 형태로의 성형이 가능하며, 간단하고 용이하게 입자의 형태 및 다공성을 제어할 수 있는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체의 제조방법을 제공하는 데 있다. In addition, the second object of the present invention, by adding the Group 2 or lanthanide element to the alumina particles by using the impregnation method, it is possible to form directly into the particle form without going through the powder form, simply and easily form and It is to provide a method for producing a catalyst carrier for space vehicle thruster capable of controlling porosity.

상기의 제 1 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 알루미늄 75 ∼ 95중량%, 2족 원소 또는 란탄족 원소 5 ∼ 25 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above first object is characterized by containing 75 to 95% by weight of aluminum, 5 to 25% by weight of a group 2 element or a lanthanide element.

또한, 상기의 제 2 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 알루미나 입자를 성형하는 단계 및 상기 알루미나 입자를 2족 원소 또는 란탄족 원소가 포함된 용액에 함침하여 상기 원소가 포함된 헥사알루미네이트 입자를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention for achieving the second object, the step of forming the alumina particles and impregnated with the alumina particles in a solution containing a Group 2 element or a lanthanide element to form the hexaaluminate particles containing the element Characterized in that it comprises the step of manufacturing.

본 발명에 의한 우주 비행체 추력기용 촉매 담체는 다공성 및 고강도 특성을 유지함과 동시에 1473K ∼ 1673K의 고온에서도 큰 비표면적을 가져 친환경 추진제를 사용하는 경우에도 촉매의 활성을 유지시키는 효과가 있다. The catalyst carrier for the space vehicle thruster according to the present invention has a large specific surface area even at high temperatures of 1473K to 1673K while maintaining the porosity and high strength characteristics, thereby maintaining the activity of the catalyst even when an environmentally friendly propellant is used.

또한, 본 발명에 의한 우주 비행체 추력기용 촉매 담체의 제조방법은 간단하고 용이한 방법을 통해 입자 형태의 헥사알루미네이트계 촉매 담체를 제조하여 제조공정의 단순화 및 제조비용의 절감 효과가 있다. In addition, the method for preparing a catalyst carrier for a space vehicle thruster according to the present invention has the effect of simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost by preparing a hexaaluminate catalyst carrier in the form of particles through a simple and easy method.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 알루미나 입자의 SEM 이미지이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 알루미나 입자의 세공 부피와 세공 분포를 나타내는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 알루미나 입자를 각각 다른 온도에서 소성한 후 측정한 X선 회절 그래프이다.
도 3b 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 알루미나 입자에 란타늄(La)을 일정 비율로 첨가한 헥사알루미네이트 입자를 각각 다른 온도에서 소성한 후 측정한 X선 회절 그래프이다.
도 4는 알루미나 입자와, 란타늄(La)을 일정 비율로 첨가한 헥사알루미네이트 입자를 각각 다른 온도에서 소성한 후 측정한 비표면적을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 통해 제조된 란타늄 헥사알루미네이트 입자의 SEM 이미지이다.
1 is an SEM image of alumina particles formed through an embodiment of the present invention.
2a and 2b is a view showing the pore volume and pore distribution of the alumina particles molded through an embodiment of the present invention.
Figure 3a is an X-ray diffraction graph measured after firing the alumina particles formed by the embodiment of the present invention at different temperatures.
3B to 3D are X-ray diffraction graphs measured after firing hexaaluminate particles in which lanthanum (La) is added at a predetermined ratio to alumina particles formed through one embodiment of the present invention at different temperatures.
4 is a graph showing specific surface areas measured after calcining alumina particles and hexaaluminate particles containing lanthanum (La) at a predetermined ratio at different temperatures.
FIG. 5 is an SEM image of lanthanum hexaaluminate particles prepared through one embodiment of the present invention. FIG.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 구성요소에 대해 유사한 참조부호를 사용하였다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. In describing the drawings, like reference numerals refer to like elements.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 우주 비행체 추력기용 촉매 담체의 제조방법은 알루미나 입자를 성형하는 단계, 상기 알루미나 입자를 2족 원소 또는 란탄족 원소가 포함된 용액에 함침하여 헥사알루미네이트 입자를 제조하는 단계를 포함한다. The method for preparing a catalyst carrier for a space vehicle thruster according to the present invention includes forming alumina particles, and impregnating the alumina particles in a solution containing a Group 2 element or a lanthanide element to prepare hexaaluminate particles. .

상기 알루미나 입자는 출발물질을 소성하여 자가 접착성을 가지는 ρ-알루미나를 제조하는 단계, 상기 ρ-알루미나에 세공 제어 물질 및 증류수를 첨가하여 혼합하는 단계, 상기 혼합물을 사출하는 단계, 상기 사출물을 알칼리 용액에 함침하고 열처리하는 단계, 상기 열처리된 사출물을 소성하여 세공 제어 물질을 제거하는 단계 및 상기 소성된 사출물을 분쇄하고, 분리한 후 표면처리하는 단계를 거쳐 성형된다.The alumina particles are calcined from the starting material to produce ρ-alumina having self-adhesion, adding and mixing the pore control material and distilled water to the ρ-alumina, injecting the mixture, alkali the injection molding Impregnating and heat-treating the solution, firing the heat-treated injection molding to remove the pore control material, and the fired injection molding is pulverized, separated and then surface treatment.

상기 출발물질은 예컨대, 깁사이트(gibbsite)일 수 있다. 깁사이트(gibbsite)는 알루미늄 트리하이드록사이드(Aluminum trihydroxide)로 잘 알려져 있으며, 이를 열분해 시키면 소성 조건에 따라 상전이가 발생한다. 깁사이트를 500 ∼ 600℃ 온도범위에서 5초 이내로 소성하면 상전이가 발생하여 ρ-알루미나인 비정질 알루미나가 제조된다. 상기 ρ-알루미나는 4-6% 정도의 물을 포함하는 특성을 가진다. 수화 알루미나인 ρ-알루미나는 접착성이 있어서 유, 무기 결합재 없이도 사출 성형이 가능하므로, 촉매 및 촉매 담체 분야에서 다양하게 사용할 수 있는 이점이 있다. The starting material can be, for example, gibbsite. Gibbsite is well known as aluminum trihydroxide, and when it is pyrolyzed, phase transition occurs depending on the firing conditions. When the gibbsite is calcined within a temperature range of 500 to 600 ° C. within 5 seconds, phase transition occurs to produce amorphous alumina, which is ρ-alumina. The ρ-alumina has a property of containing about 4-6% water. Since ρ-alumina, which is a hydrated alumina, can be injection molded without an organic or inorganic binder because of its adhesiveness, ρ-alumina has various advantages in the field of catalysts and catalyst carriers.

이후, 제조된 ρ-알루미나에 세공 제어 물질을 첨가하고 혼합한다. 상기 세공 제어 물질은 촉매 담체의 세공 크기와 세공 분포를 제어하기 위해 첨가하는 것으로서, 세공 제어 물질의 크기 및 함량에 따라 촉매 담체의 세공 특성이 결정된다. 예컨대, 상기 세공 제어 물질은 마이크로 크기의 목분 또는 유기물을 포함할 수 있으며, 1 ∼ 5 중량%의 범위에서 첨가되는 것이 바람직하다. 이 때, 증류수를 더 첨가하고 혼합할 수 있다. 상기 증류수는 ρ-알루미나와 세공 제어 물질이 혼합된 혼합물의 점도를 조절하는 역할을 수행하며, 60 ∼ 70 중량%의 범위에서 첨가되는 것이 바람직하다. Thereafter, a pore controlling material is added to the prepared p-alumina and mixed. The pore control material is added to control the pore size and pore distribution of the catalyst carrier, and the pore properties of the catalyst carrier are determined according to the size and content of the pore control material. For example, the pore control material may include micro-sized wood flour or organic matter, and is preferably added in the range of 1 to 5% by weight. At this time, distilled water may be further added and mixed. The distilled water serves to adjust the viscosity of the mixture of p-alumina and the pore control material, it is preferably added in the range of 60 to 70% by weight.

이후, 상기 혼합물을 사출한다. 상기 사출은 120kg/cm2 이상의 압력을 가하여 사출기를 통해 이루어질 수 있다. 상기 혼합물은 막대형으로 사출할 수 있으며, 사출된 알루미나는 298 ∼ 423K에서 24시간 이상 건조시킨다. Thereafter, the mixture is injected. The injection is 120kg / cm 2 By applying the above pressure can be made through the injection machine. The mixture may be injected into a rod shape, and the injected alumina is dried at 298 to 423 K for at least 24 hours.

이후, 상기 사출물을 알칼리 용액에 함침하고 열처리한다. 상기 알칼리 용액은 1 ∼10 중량% 수산화나트륨 용액일 수 있다. 사출물을 상기 수산화나트륨 용액에 함침하고, 400 ∼ 500K에서 12 ∼ 24시간이상 열처리하는 것이 바람직하다. 이를 통해 접착성이 부여되어, 출발 물질과 세공 제어 물질이 유동하지 않고 고정된다. Thereafter, the extrudate is impregnated with an alkaline solution and heat treated. The alkaline solution may be 1 to 10% by weight sodium hydroxide solution. It is preferable to immerse an injection product in the said sodium hydroxide solution, and to heat-process at 400-500K for 12 to 24 hours or more. This imparts adhesion, so that the starting material and the pore control material are fixed without flowing.

이후, 상기 사출물을 소성하여 세공 제어 물질을 제거한다. 이 때, 알칼리 용액으로부터 사출물을 분리시킨 후, 증류수에 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 소성은 700 ∼ 800K에서 2 ∼ 6시간동안 이루어질 수 있으며, 이를 통해 세공 제어 물질이 제거되고, 그 자리에 세공이 형성되어 세공 특성이 결정된다. Thereafter, the injection molding is fired to remove the pore control material. At this time, after separating the injection-molded product from the alkaline solution, it may further comprise a step of washing in distilled water. The firing may be carried out at 700 to 800 K for 2 to 6 hours, through which the pore control material is removed and pores are formed in place to determine pore properties.

이후, 상기 소성된 사출물을 분쇄하고, 분리한 후 표면 처리하는 과정을 거쳐 알루미나 입자의 형상 및/또는 크기를 조절할 수 있다. 예컨대, 분쇄기를 통해 분쇄 후, 표준체(14 ∼ 30 mesh (ASTM))를 사용하여 분리, 선별하고, 이를 12 ∼ 24시간 이상 고속 마멸하여 표면을 매끄럽게 처리할 수 있다. 상기 고속 마멸 처리를 통해 표면 거칠기를 제거함으로써 추력 생성을 위한 열분해 반응시 알루미나 입자가 충돌에 의해 지속적으로 소실되는 것을 방지한다. 이를 통해 알루미나는 일정한 크기를 가지는 그래뉼(granule) 형태의 입자로 성형된다.Thereafter, the calcined injection may be pulverized, separated, and then surface treated to adjust the shape and / or size of the alumina particles. For example, after pulverization through a pulverizer, the standard body (14-30 mesh (ASTM)) can be separated and separated using a high-speed abrasion for 12 to 24 hours or more to smooth the surface. By removing the surface roughness through the high-speed wear treatment to prevent the alumina particles from being continuously lost by the collision during the pyrolysis reaction for thrust generation. Through this, alumina is formed into granule-shaped granules having a predetermined size.

이후, 상기 알루미나 입자를 2족 원소 또는 란탄족 원소가 포함된 용액에 함침한다. 2족 원소는 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 및 스트론튬(Sr) 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으며, 란탄족 원소는 란타늄(La) 또는 세륨(Ce) 일 수 있다. 상기 첨가되는 원소는 고온으로 갈수록 급격해지는 비표면적의 감소를 억제시켜 촉매의 활성을 유지하는 역할을 수행한다. Thereafter, the alumina particles are impregnated into a solution containing a group 2 element or a lanthanide element. The Group 2 element may be at least one selected from barium (Ba), calcium (Ca), magnesium (Mg), and strontium (Sr), and the lanthanide element may be lanthanum (La) or cerium (Ce). The added element serves to maintain the activity of the catalyst by suppressing a decrease in the specific surface area that increases rapidly with increasing temperature.

상기 2족 원소 또는 란탄족 원소는 함침법을 이용하여 성형된 알루미나 입자에 첨가될 수 있다. 즉, 2족 원소 또는 란탄족 원소를 포함한 수화물을 증류수에 녹여 수용액 형태로 제조하고, 이에 성형된 알루미나 입자를 함침시킬 수 있다. 이 때, 상기 2족 원소 또는 란탄족 원소는 5 내지 25 중량%로 첨가할 수 있다. 이후, 상기 수용액으로부터 꺼낸 알루미나 입자를 건조한 후, 제 1 차 소성 및 제 2 차 소성을 통해 2단계로 소성한다. 상기 건조 과정은 600K ∼ 900K에서 12시간 이상 수행될 수 있다. 제 1 차 소성은, 입자 내의 유기물 등을 제거하기 위해 수행되는 것으로, 700K ∼ 900K의 온도에서 2 ∼ 12시간동안 수행될 수 있다. 또한, 이후의 제 2 차 소성을 통해 알루미나 입자는 2족 원소 또는 란탄족 원소를 포함하는 헥사알루미네이트 입자로 전환된다. 이 때, 소성 온도는 1200K ∼ 1700K인 것이 바람직하며, 6시간 ∼ 12시간동안 수행될 수 있다. The group 2 element or lanthanide element may be added to the alumina particles formed using the impregnation method. That is, a hydrate containing a Group 2 element or a lanthanide element may be dissolved in distilled water to prepare an aqueous solution, and the molded alumina particles may be impregnated therein. At this time, the Group 2 element or lanthanum element may be added in 5 to 25% by weight. Thereafter, the alumina particles taken out from the aqueous solution are dried, and then fired in two steps through the first and second firings. The drying process may be performed for 12 hours or more at 600K to 900K. The first firing is performed to remove organic matters in the particles, and may be performed at a temperature of 700K to 900K for 2 to 12 hours. In addition, the subsequent secondary firing converts the alumina particles into hexaaluminate particles containing a Group 2 element or a lanthanide element. At this time, the firing temperature is preferably 1200K ~ 1700K, it can be carried out for 6 hours to 12 hours.

따라서, 상기의 공정을 통해 간단하고 용이하게 2족 원소 또는 란탄족 원소를 포함하는 헥사알루미네이트 입자를 제조할 수 있는 이점이 있다. Therefore, there is an advantage in that the hexaaluminate particles containing a Group 2 element or a lanthanide element can be produced simply and easily through the above process.

한편, 본 발명에 의한 우주 비행체 추력기용 촉매 담체는 알루미늄 75 ∼ 95 중량%, 2족 원소 또는 란탄족 원소 5 내지 25 중량%를 포함한다. 상기 2족 원소는 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 및 스트론튬(Sr) 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으며, 란탄족 원소는 란타늄(La) 또는 세륨(Ce) 일 수 있다. 상기 첨가되는 원소는 고온으로 갈수록 급격해지는 비표면적의 감소를 억제시켜 촉매의 활성을 유지하는 역할을 수행한다. On the other hand, the catalyst carrier for the space vehicle thruster according to the present invention comprises 75 to 95% by weight of aluminum, 5 to 25% by weight of Group 2 elements or lanthanide elements. The Group 2 element may be at least one selected from barium (Ba), calcium (Ca), magnesium (Mg), and strontium (Sr), and the lanthanide element may be lanthanum (La) or cerium (Ce). The added element serves to maintain the activity of the catalyst by suppressing a decrease in the specific surface area that increases rapidly with increasing temperature.

예컨대, 상기 란탄족 원소 중 하나인 란타늄을 알루미나 입자에 일정 비율 첨가하여 란타늄 헥사알루미네이트 입자를 제조할 수 있으며, 상기 란타늄 헥사알루미네이트 입자는 Lax(Al2O3)6-x로 나타낼 수 있다. 이 때, x의 범위는 0.1 ∼ 3.0 일 수 있다. For example, lanthanum hexaaluminate particles may be prepared by adding lanthanum, which is one of the lanthanide elements, to alumina particles in a predetermined ratio, and the lanthanum hexaaluminate particles may be represented by La x (Al 2 O 3 ) 6-x . have. At this time, the range of x may be 0.1 to 3.0.

상기와 같이 2족 원소 또는 란탄족 원소를 포함하는 헥사알루미네이트 입자는 1473K ∼ 1673K의 고온에서 열적 안정성을 가지며, 10 ∼ 15 kg·m·s- 2 의 파쇄강도와, 10 ∼ 30 m2/g의 비표면적을 가진다. Hexahydro aluminosilicate containing a Group 2 element or a lanthanide element, such as the carbonate particles have a thermal stability at a high temperature of 1473K ~ 1673K, 10 ~ 15 kg · m · s - 2 of crush strength and, 10 ~ 30 m 2 / has a specific surface area of g.

따라서, 상기 2족 원소 또는 란탄족 원소를 포함하는 헥사알루미네이트 입자를 우주 비행체 추력기용 촉매 담체로 이용하는 경우, 1473K ∼ 1673K의 고온 연소열을 가지는 친환경적 추진제를 사용하는 경우에도 상기의 고온에서 열적 안정성을 가져 촉매 활성을 유지할 수 있는 이점이 있다.
Therefore, when the hexaaluminate particles containing the Group 2 element or the lanthanide element are used as a catalyst carrier for the spacecraft thruster, thermal stability at the high temperatures is maintained even when an environmentally friendly propellant having a high temperature combustion heat of 1473K to 1673K is used. There is an advantage that can maintain the catalytic activity.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred examples will be given to facilitate understanding of the present invention. It should be understood, however, that the following examples are intended to aid in the understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

알루미나 입자 성형Alumina Particle Forming

Al(OH)3를 773K ∼ 873K에서 5초 이내로 소성하여 ρ-알루미나를 제조한다. 상기 제조된 ρ-알루미나에 마이크로 크기의 목분 또는 유기물을 1 ∼ 5 중량% 첨가하고 혼합한 후, 여기에 증류수를 60 ∼ 70 중량% 첨가하고 혼합한다. 상기 혼합물을 120kg/cm2 이상의 압력을 가하여 사출한 후, 298 ∼ 423K에서 24시간 이상 건조한다. 상기 건조된 사출물을 1 ∼ 10% 수산화나트륨 용액에 투입하고 423K에서 12 ∼ 24시간 열처리한다. 상기 열처리한 사출물을 증류수에 5 ∼ 10회 세척한 후, 773K에서 2시간 소성한다. 상기 소성된 사출물을 분쇄기를 이용하여 분쇄한 후, 표준체를 이용하여 분리한다. 상기 분리된 입자를 12 ∼ 24시간 이상 고속마멸을 통해 표면 처리하여 마크로-메조 세공 구조를 가지는 γ-알루미나 입자를 성형한다. 상기 γ-알루미나 입자는 180 ∼ 250 m2/g의 비표면적을 가지며, 마크로-메조 세공 특성을 갖는다.
Al (OH) 3 is calcined in 773 K to 873 K within 5 seconds to prepare p-alumina. 1 to 5% by weight of micro-sized wood powder or organic matter is added to the prepared p-alumina and mixed, and then 60 to 70% by weight of distilled water is added thereto and mixed. The mixture is injected at a pressure of 120 kg / cm 2 or more, and then dried at 298 to 423 K for at least 24 hours. The dried injection molded product is added to a 1-10% sodium hydroxide solution and heat-treated at 423K for 12 to 24 hours. The heat treated injection molded product is washed with distilled water 5 to 10 times and then calcined at 773 K for 2 hours. The fired extrudate is pulverized using a grinder and then separated using a standard body. The separated particles are surface treated through high-speed at least 12 to 24 hours to form? -Alumina particles having a macro-meso pore structure. The γ-alumina particles have a specific surface area of 180 to 250 m 2 / g and have macro-mesoporous properties.

란타늄 Lanthanum 헥사알루미네이트Hexaaluminate 입자 제조 Particle manufacturing

0.849g(La/Al=1/24), 1.698g(La/Al=2/24), 3.396g(La/Al=4/24)의 La(NO3)3·6H2O를 증류수에 녹인 후, 함침법을 이용하여 알루미나 입자에 첨가한다. 이후, 333K에서 12시간 이상 건조하고, 823K에서 2시간동안 소성한다. 상기 소성된 알루미나 입자를 1473K에서 2시간 재차 소성한다.
0.849 g (La / Al = 1/24), 1.698 g (La / Al = 2/24), 3.396 g (La / Al = 4/24) of La (NO 3 ) 3 · 6H 2 O dissolved in distilled water Then, it is added to the alumina particles using the impregnation method. Thereafter, it is dried at 333 K for at least 12 hours and calcined at 823 K for 2 hours. The calcined alumina particles are calcined again at 1473K for 2 hours.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 알루미나 입자의 SEM 이미지이다. 1 is an SEM image of alumina particles formed through an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 γ-알루미나 입자는 그래뉼(granule) 형태를 가지며, 크고 작은 세공들이 다수 존재하는 것을 확인할 수 있다. 상기 다수의 세공은 물질 및 열전달을 용이하게 하여 기체의 확산에 유리하게 작용하며, 고온의 환경에서도 높은 열적 안정성을 갖게 한다. Referring to FIG. 1, the γ-alumina particles formed through one embodiment of the present invention have a granule form, and it can be seen that many large and small pores exist. The plurality of pores facilitate material and heat transfer to favor the diffusion of gas, and has high thermal stability even in high temperature environments.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 알루미나 입자의 세공 부피와 세공 분포를 나타내는 도면이다. 성형된 알루미나 입자의 마크로-메조 세공 특성을 확인하기 위하여 수은의 침투와 제거를 이용한 수은 침투법을 통해 분석하였다. 2a and 2b is a view showing the pore volume and pore distribution of the alumina particles molded through an embodiment of the present invention. In order to confirm the macro-meso pore characteristics of the molded alumina particles, the mercury penetration method using the mercury infiltration and removal was analyzed.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 약 3nm ∼ 6nm에서 메조 세공의 피크를, 약 2μm ∼ 20μm에서 마크로 세공의 피크를 확인할 수 있으며, 2nm ∼ 50nm 범위의 메조 세공 및 50nm 이상의 마크로 세공이 존재하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 알루미나 입자는 거대 세공과 미세 세공의 양자가 다수 존재하는 마크로-메조 세공 구조를 가짐을 알 수 있다. 상기와 같이 마크로-메조 두 가지 다른 세공 크기의 연속적인 분포는 반응물과 생성물의 확산과 흡착을 용이하게 하며, 금속 입자를 널리 분산시킬 수 있는 이점이 있다.Referring to FIGS. 2A and 2B, peaks of mesopores at about 3 nm to 6 nm and macropore peaks at about 2 μm to 20 μm can be confirmed, and mesopores in a range of 2 nm to 50 nm and macropores at least 50 nm are present. You can check it. Therefore, it can be seen that the molded alumina particles through the embodiment of the present invention have a macro-meso pore structure in which a plurality of macropores and micropores exist. As described above, the continuous distribution of the macro-meso two different pore sizes facilitates the diffusion and adsorption of the reactants and the product, and has the advantage of widely dispersing the metal particles.

도 3a는 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 알루미나 입자를 각각 다른 온도에서 소성한 후 측정한 X선 회절 그래프이다. (a)773K, (b)1173K, (c)1373K, (d)1473K, (e)1573K, (f)1673K인 경우이며, 참조 물질(referance material)로, (●)커런덤(corundum,α-알루미나) (PDF#10-0173), (○)알루미늄 옥사이드(aluminum oxide) (PDF#04-0880)를 이용하였다. Figure 3a is an X-ray diffraction graph measured after firing the alumina particles formed by the embodiment of the present invention at different temperatures. (a) 773K, (b) 1173K, (c) 1373K, (d) 1473K, (e) 1573K, (f) 1673K, and as a reference material, (●) corundum, α- Alumina) (PDF # 10-0173) and (○) aluminum oxide (PDF # 04-0880) were used.

도 3a를 참조하면, X선 회절 분석으로 나타난 특성 피크들을 통해 상전이되는 알루미나의 변화 과정을 관찰할 수 있다. 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 알루미나 입자는 1473K 이상의 온도((d), (e), (f))에서 α상으로 변화된 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 결정질의 깁사이트를 급속 소성 하면 비정질의 ρ-알루미나로 상전이되고, 상기 ρ-알루미나가 성형 과정을 거친 후에는 γ-알루미나로 상전이되며, 1473K 이상의 온도에서는 α-알루미나로 상전이됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 3A, it is possible to observe a process of changing alumina through phase peaks indicated by X-ray diffraction analysis. It can be seen that the molded alumina particles through one embodiment of the present invention are changed to α phase at a temperature ((d), (e), (f)) of 1473 K or more. This results in the rapid calcination of the crystalline gibbsite and the phase transition to amorphous ρ-alumina. .

도 3b 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 알루미나 입자에 란타늄(La)을 일정 비율로 첨가한 헥사알루미네이트 입자를 각각 다른 온도에서 소성한 후 측정한 X선 회절 그래프이다. 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 (a)773K, (b)1173K, (c)1373K, (d)1473K, (e)1573K, (f)1673K인 경우이다. 도 3b는 La/Al2O3의 La/Al 비가 La/Al=1/24이며, 도 3c는 La/Al=2/24, 도 3d는 La/Al=4/24인 경우이다. 참조 물질(referance material)로, (●)커런덤(corundum,α-알루미나) (PDF#10-0173), (○)알루미늄 옥사이드(aluminum oxide) (PDF#04-0880), (▼)란타늄 헥사알루미네이트 (PDF#34-0467)를 이용하였다. 3B to 3D are X-ray diffraction graphs measured after firing hexaaluminate particles in which lanthanum (La) is added at a predetermined ratio to alumina particles formed through one embodiment of the present invention at different temperatures. 3B, 3C, and 3D show the case of (a) 773K, (b) 1173K, (c) 1373K, (d) 1473K, (e) 1573K, and (f) 1673K. 3B shows La / Al ratio of La / Al 2 O 3 , La / Al = 1/24, FIG. 3C shows La / Al = 2/24, and FIG. 3D shows La / Al = 4/24. As reference material, (●) corundum (α-alumina) (PDF # 10-0173), (○) aluminum oxide (PDF # 04-0880), (▼) lanthanum hexaalumina Nate (PDF # 34-0467) was used.

도 3b 내지 도 3d를 참조하면, 란타늄을 일정 비율 첨가한 헥사알루미네이트 입자는 약간의 차이가 있으나 1473K 이상의 온도((d), (e), (f))에서 순수한 α상으로 변화되지 않고, 란타늄 헥사알루미네이트상을 가지는 것을 확인할 수 있다. 3b to 3d, the hexaaluminate particles to which a certain ratio of lanthanum is added are slightly different, but do not change to a pure α phase at temperatures of 1473 K or more ((d), (e), (f)), It can be confirmed that it has a lanthanum hexaaluminate phase.

도 4는 알루미나 입자와, 란타늄(La)을 일정 비율로 첨가한 헥사알루미네이트 입자를 각각 다른 온도에서 소성한 후 측정한 비표면적을 나타내는 그래프이다. 각각의 온도는 773K, 1173K, 1373K, 1473K, 1573K, 1673K이며, 77K에서 수소 흡착-탈착법을 사용하여 측정하였다. 4 is a graph showing specific surface areas measured after calcining alumina particles and hexaaluminate particles containing lanthanum (La) at a predetermined ratio at different temperatures. Each temperature is 773K, 1173K, 1373K, 1473K, 1573K, 1673K, and measured at 77K using hydrogen adsorption-desorption method.

도 4를 참조하면, 알루미나 입자와, 란타늄을 일정 비율로 첨가한 헥사알루미네이트 입자는 온도가 증가함에 따라 비표면적이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 란타늄을 첨가하지 않은 알루미나 입자는 란타늄을 첨가한 헥사알루미네이트 입자에 비해 1473K 이상의 온도에서 매우 급격하게 비표면적이 감소한다. 따라서, 773K의 온도에서는 순수한 알루미나 입자와, 란타늄이 각각 일정 비율로 첨가된 헥사알루미네이트 입자는 180 ∼ 250 m2/g로 거의 유사한 비표면적을 가지는 반면, 1473K 이상의 고온에서는 란타늄이 각각 일정 비율로 첨가된 헥사알루미네이트 입자가 10 ∼ 30 m2/g로 2 ∼ 4배 큰 비표면적을 가짐을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that the specific surface area of the alumina particles and the hexaaluminate particles to which lanthanum is added at a predetermined ratio decreases with increasing temperature. Alumina particles without added lanthanum have a very rapid reduction in specific surface area at temperatures above 1473 K, compared to hexaaluminate particles with lanthanum added. Therefore, at a temperature of 773 K, pure alumina particles and hexaaluminate particles to which lanthanum is added in a predetermined ratio each have a nearly similar specific surface area of 180 to 250 m 2 / g, while at a high temperature of 1473 K and above, lanthanum is respectively in a constant ratio. It can be seen that the added hexaaluminate particles have a specific surface area of 2 to 4 times larger at 10 to 30 m 2 / g.

이를 통해 종래의 순수 알루미나 입자가 가지는 1123K, 1327K, 1473K로 온도가 증가함에 따라 γ형에서 δ, θ, α형으로 상전이가 일어나면서 급격하게 비표면적이 감소하여 촉매 담체로서의 기능을 상실하는 문제를 해결하여 촉매의 활성을 유지시킬 수 있는 이점이 있다. As a result, the phase transition occurs from γ-type to δ, θ, and α-type as the temperature increases to 1123K, 1327K, and 1473K of the conventional pure alumina particles. There is an advantage that can be solved to maintain the activity of the catalyst.

하기 표 1은 본 발명의 일 실시예를 통해 성형된 알루미나 입자와, 이에 란타늄을 일정 비율 첨가한 헥사알루미네이트 입자의 파쇄강도를 측정한 값을 나타낸다. Table 1 shows the measured values of the fracture strength of the alumina particles molded through an embodiment of the present invention, and the hexaaluminate particles to which lanthanum is added in a predetermined ratio.

담체
carrier
파쇄강도(kg·m·s2)Crushing Strength (kgm · s 2 )
823K823K 1173K1173K 1373K1373K 1473K1473K 1573K1573K 1673K1673K Al2O3 Al 2 O 3 88 1212 1414 1414 1414 1414 La/Al2O3 La / Al 2 O 3 1313 1111 1212 1414 1616 1717 La/Al2O3 La / Al 2 O 3 1010 77 1111 1010 1212 1111

각각의 입자들은 14 ∼ 18 mesh(ASTM) 크기의 입자를 인장강도측정기를 이용하여 각각 15회 측정한 후, 그 평균값을 산출하였다. 강도에 대한 표준편차는 ±4 kg·m·s- 2 였다. 표 1을 참조하면, 파쇄강도는 평균적으로 10 ∼ 15 kg·m·s- 2 의 값을 가지는 바, 고강도 특성을 나타냄을 확인할 수 있다. Each particle was measured 15 times using a tensile strength meter of 14 ~ 18 mesh (ASTM) size particles, and then the average value was calculated. Standard deviation for the intensity of ± 4 kg · m · s - in 2. Referring to Table 1, the crush strength is on average 10 ~ 15 kg · m · s - can confirm the bars represent the high-strength properties having a value of 2.

도 5는 본 발명의 일 실시예를 통해 제조된 란타늄 헥사알루미네이트 입자의 SEM 이미지이다.FIG. 5 is an SEM image of lanthanum hexaaluminate particles prepared through one embodiment of the present invention. FIG.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예를 통해 제조된 란타늄 헥사알루미네이트 입자는 그래뉼(granule) 형태를 가지며, 크고 작은 세공들이 다수 존재하는 것을 확인할 수 있다. 상기 다수의 세공은 물질 및 열전달을 용이하게 하여 기체의 확산에 유리하게 작용하며, 고온의 환경에서도 높은 열적 안정성을 갖게 하는 이점이 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예를 통해 제조된 란타늄 헥사알루미네이트 입자는 순수한 γ-알루미나 입자의 이점을 가짐과 더불어 란타늄이 8 중량% 첨가되어 비표면적이 10 ∼ 30 m2/g, 파쇄강도가 10 ∼ 15 kg·m·s- 2 으로 열적 안정성과 고강도 특성을 나타낸다.Referring to FIG. 5, the lanthanum hexaaluminate particles prepared according to an embodiment of the present invention may have a granule form and have large and small pores. The plurality of pores facilitate the material and heat transfer to favor the diffusion of the gas, there is an advantage to have a high thermal stability even in a high temperature environment. Therefore, the lanthanum hexaaluminate particles prepared according to one embodiment of the present invention have the advantage of pure γ-alumina particles, and the addition of 8% by weight of lanthanum has a specific surface area of 10 to 30 m 2 / g, and fracture strength. 10 ~ 15 kg · m · s - 2 a shows the thermal stability and high strength characteristics.

따라서, 본 발명에 의한 우주 비행체 추력기용 촉매 담체는 다공성 및 고강도 특성을 유지함과 동시에 1473K ∼ 1673K의 고온에서도 큰 비표면적을 가져 친환경 추진제를 사용하는 경우에도 촉매의 활성을 유지시키는 이점이 있다. Therefore, the catalyst carrier for the space vehicle thruster according to the present invention has a large specific surface area even at high temperatures of 1473K to 1673K while maintaining the porosity and high strength characteristics, thereby maintaining the activity of the catalyst even when using an environmentally friendly propellant.

Claims (12)

알루미나 입자를 성형하는 단계; 및
상기 알루미나 입자를 2족 원소 또는 란탄족 원소가 포함된 용액에 함침하여 상기 원소가 포함된 헥사알루미네이트 입자를 제조하는 단계를 포함하며,
상기 알루미나 입자를 성형하는 단계는,
출발물질을 소성하여 자가 접착성을 가지는 ρ-알루미나를 제조하는 단계;
상기 ρ-알루미나에 세공 제어 물질 및 증류수를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
상기 혼합물을 사출하여 사출물을 제조하는 단계;
상기 사출물을 알칼리 용액에 함침하고 열처리하는 단계;
상기 열처리된 사출물을 소성하여 세공 제어 물질을 제거하는 단계; 및
상기 소성된 사출물을 분쇄하고, 분리한 후 표면처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체의 제조방법.
Shaping the alumina particles; And
Impregnating the alumina particles into a solution containing a group 2 element or a lanthanide element to produce hexaaluminate particles containing the element,
Forming the alumina particles,
Calcining the starting material to prepare p-alumina having self-adhesion;
Preparing a mixture by mixing the porosity controlling material and distilled water to the p-alumina;
Injecting the mixture to produce an injection product;
Impregnating the extrudate with an alkaline solution and heat treatment;
Firing the heat-treated injection molding to remove pore control material; And
The method of manufacturing a catalyst carrier for a space vehicle thruster, comprising the step of pulverizing the fired injection, separating and surface treatment.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 알루미나 입자를 2족 원소 또는 란탄족 원소가 포함된 용액에 함침하여 헥사알루미네이트 입자를 제조하는 단계는,
2족 원소 또는 란탄족 원소를 포함한 수화물을 수용액 형태로 제조하는 단계;
상기 수용액에 알루미나 입자를 함침하는 단계;
상기 알루미나 입자를 건조하는 단계; 및
상기 건조된 알루미나 입자를 제 1 차 소성 후, 제 2 차 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체의 제조방법.
The method of claim 1,
Impregnating the alumina particles into a solution containing a Group 2 element or a lanthanide element to prepare hexaaluminate particles,
Preparing a hydrate containing a Group 2 element or a lanthanide element in the form of an aqueous solution;
Impregnating alumina particles into the aqueous solution;
Drying the alumina particles; And
And a second firing of the dried alumina particles after the first firing.
제3항에 있어서,
상기 제 1 차 소성 온도는 600K ∼ 900K인 것을 특징으로 하는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체의 제조방법.
The method of claim 3,
The primary firing temperature is a method for producing a catalyst carrier for a space vehicle thruster, characterized in that 600K ~ 900K.
제3항에 있어서,
상기 제 2 차 소성 온도는 1200K ∼ 1700K인 것을 특징으로 하는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체의 제조방법.
The method of claim 3,
The secondary firing temperature is a method for producing a catalyst carrier for a space vehicle thruster, characterized in that 1200K ~ 1700K.
제3항에 있어서,
상기 2족 원소는 바륨, 칼슘, 마그네슘 및 스트론튬 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체의 제조방법.
The method of claim 3,
The Group 2 element is a method for producing a catalyst carrier for a space vehicle thruster, characterized in that at least one selected from barium, calcium, magnesium and strontium.
제3항에 있어서,
상기 란탄족 원소는 란타늄 또는 세륨인 것을 특징으로 하는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체의 제조방법.
The method of claim 3,
The lanthanide element is a method for producing a catalyst carrier for a space vehicle thruster, characterized in that lanthanum or cerium.
제7항에 있어서,
상기 란타늄과, 상기 알루미나 입자에 포함된 알루미늄의 비는 1/24 ∼ 4/24인 것을 특징으로 하는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체의 제조방법.
The method of claim 7, wherein
The ratio of the lanthanum and aluminum contained in the alumina particles is 1/24 to 4/24, characterized in that the method for producing a catalyst carrier for a space vehicle thruster.
알루미늄 75 ∼ 95중량%; 및
2족 원소 또는 란탄족 원소 5 ∼ 25 중량%를 포함하는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체.
75 to 95 weight percent aluminum; And
A catalyst carrier for a space vehicle thruster comprising 5 to 25% by weight of a group 2 element or a lanthanide element.
제9항에 있어서,
상기 2족 원소는 바륨, 칼슘, 마그네슘 및 스트론튬 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체.
10. The method of claim 9,
The Group 2 element is a catalyst carrier for a space vehicle thruster, characterized in that at least any one selected from barium, calcium, magnesium and strontium.
제9항에 있어서,
상기 란탄족 원소는 란타늄 또는 세륨인 것을 특징으로 하는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체.
10. The method of claim 9,
The lanthanide element is a catalyst carrier for a space vehicle thruster, characterized in that the lanthanum or cerium.
제9항에 있어서,
상기 촉매 담체는, 1473K ∼ 1673K의 온도에서 10 ∼ 15 kg·m·s- 2 의 파쇄강도와, 10 ∼ 30 m2/g의 비표면적을 가지는 것을 특징으로 하는 우주 비행체 추력기용 촉매 담체.
10. The method of claim 9,
The catalyst support is, 10 ~ 15 kg · m · s at a temperature of 1473K ~ 1673K - a crush strength of 2, 10 ~ 30 m Spacecraft thruster catalyst carrier, characterized in that it has a specific surface area of 2 / g.
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