기계재료학 정리노트

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기계재료학 필수 정리 노트 입니다 ^^

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[4] 복합재료(composite materials)
물리・화학적으로 특성이 다른 수종의 재료를 합성시켜 단일재료 보다 우수한 특성을 가진 재료로 만든 것을
복합재료라 한다.
(1) 복합재료의 특징
① 비강도(강도/비중)와 비강성(탄성계수/비중)이 크다.
② 기계 구조물(우주, 항공기 등의 구조물)에 사용할 경우 중량 감소로 에너지를 절감할 수 있다.
③ 재료의 이방성을 이용하여 제품의 필요 부분에만 적당한 강도와 강성을 줄 수 있다.
④ 제품 설계의 고효율화를 가져올 수 있다.
⑤ 단일 재료로서는 얻을 수 없는 기능성을 갖추고 있다
1)복합재료의 기능
① 역학적 기능 : 강성, 강도, 진동 등
② 열적 기능 : 열팽창, 내열성, 비열, 크리프 특성 등
③ 전기적 기능 : 도전성, 절연성, 압전 특성 등
④ 자기적 기능 : 투자율, 자기 저항 효과, 자기 탄성 등
⑤ 광학적 기능 : 감광 특성, 발광특성, 광전 효과 등
(2) 복합재료의 용도
① 기계
② 우주 항공기 - ㉠ 복합재료 : 섬유 강화재 및 샌드위치 구조
㉡ 보강섬유 : 유리, 탄소, 보론 및 유기물
㉢ 모재 : 에폭시, 페놀 등 플라스틱, 알루미늄, 티탄과 이의 합금
③ 자동차
④ 스포츠 용품 : 테니스 라켓, 골프채, 낚시대, 자전거, 스키활, 스키, 체조 기구 등
⑤ 전기 전자 제품
⑥ 고층 건물
(3) 복합재료의 종류
복합재료는 섬유(fiber), 입자(particle), 층(lamina), 모재(matrix) 등으로 구성되어 있다. 이와 같은 요소의
형상 및 구성 방법에 따라 연속 섬유강화 복합재료, 단섬유 강화 복합재료, 입자 강화 복합재료, 층상 복합재료
등이 있다.
모재의 종류에 따라 금속이면 FRM(fiber reinforced metal), 플라스틱이면 FRP(fiber reinforced plastics)
등으로 분류되고 FRP에 보강 섬유가 유리이면 GFRP, 탄소이면 CFRP라고 한다.
1) 층상 복합재료
① 스테인레스강, 구리, 니켈 등을 입힌 클래딩(cladding) 금속 판재 및 허니콤(honeycomb) 구조물 등
이 있다.
② 밀집형 샌드위치 패널의 구성도-항공기의 천정, 벽면 등에 이용된다.
2) 섬유강화 복합재료(적층판 구조: laminar composite)
① 일방향 단층판으로 적층된 평면 적층판 - 항공기의 패녈에 사용된다.
② 원통형 적층판 - 압력관과 같은 용기의 벽으로 사용된다.

참고 자료

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