탄소섬유

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탄소섬유에 관하여 나와있습니다...

목차

탄소섬유란
1. 역학특성
2. 열적특성
3. 전기적 특성
4. 화학적 특성

본문내용

탄소섬유란
탄소섬유는 적어도 92% 이상의 탄소로 이루어진 섬유를 칭하는 것으로서, 제조방법 및 출발원료에 따른 팬(PAN)계, 핏치(Pitch)계 그리고 레이온(Rayon)계 탄소섬유로 구별되어지는데 대표적인 탄소섬유의 제조공정을 그림 2에 보이고 있다. 특히, 팬계 탄소섬유는 높은 인장강도 및 전단강도를 지닌 고기능성 충전재로서 우주 및 항공분야에 소비되어 왔으며, 핏치계의 경우 값싼 범용성 탄소섬유로서 많은 가능성을 내포하고 있으며, 실질적으로 가시적인 성과도 보이고 있다. 이렇게 제조된 탄소섬유의 특성을 정리하면 다음과 같다.

1. 역학특성
탄소섬유의 대표적인 특성은 가볍고 강하며 높은 탄성율에 있다. 최근 수년간에 걸쳐서 역학적 특성의 향상이 이루어졌는데 인장강도로는 대략 5586 MPa, 인장 탄성율은 490 MPa를 지닌 탄소섬유가 판매가 되고 있다. 이렇게 뛰어난 기계적특성의 원인으로서는 탄소섬유의 기본적인 구조에 기인한 것으로 그림 3에 보이는 바와 같이 팬계의 높은 인장강도는 리본상의 미세구조에 기인한 것이며, 핏치계 탄소섬유의 경우 도메인이 섬유 축 방향으로 배열하여 매우 높은 열적 그리고 전기적 특성을 보인다. 기본적으로 강도는 구조에 매우 민감한데, 조그마한 미세구조의 변화, 결함의 형태 및 양에 의해 크게 영향을 받는다.

2. 열적특성
탄소섬유의 열특성 중에 가장 뛰어난 것으로는 선팽창계수를 들 수 있다. 대략 .0.7∼.1.2×10-6K-1로서 음의 값을 보이면서 온도상승에 따라 수축하며, 섬유직경방향으로는
5.5×10-6 K-1으로 보고되고 있다. 매트릭스 수지의 대표적인 에폭시의 선팽창계수는 45∼65×10-6 K-1로 탄소섬유에 비해 매우 높은 수치를 보이는데, 이것이 복합재료의 열응력의 문제가 된다. 탄소섬유의 비열은 약 0.7 kJkg-1로서 고강도, 고탄성률간의 차이는 별로 없으며, 금속과 비슷한 수치를 보이며 수지보다는 약간 작은 수치를 가진다.

참고 자료

[1] CMC, Applied Technologies with Carbon (2001).
[2] D.D.L. Chung, Carbon Fiber Composite (Butterworth-Heinemann,
Boston, 1994).
[3] www.inn.co.kr
[4] T.W. Ebbesen, Carbon Nanotubes-preparation and properties
(CRC, NewYork, 1997).
[5] Y H. Lee, D. J. Bae, K. H. An, S. C. Lim, J.-M. Moon, Y
C. Choi, Y. S. Park, W. S. Kim and K. S. Kim, Carbon
Science 2, 120 (2000).
[6] http://www.mitsui.co.jp/tkabz/english/news/2002/021021.html
[7] http://www.apsci.com/ppi-markets.html
[8] http://www.fibrils.com