탄소/탄소 복합재

목차

1. 탄소/탄소복합재의 정의
2. 탄소/탄소 복합재의 종류
3. 탄소/탄소 복합재 제조방법
4. 탄소/탄소 복합재 응용

본문내용

1. 탄소/탄소복합재의 정의
- 탄소섬유 강화 복합재료(Carbon Fiber Reinforced Carbon Matrix Composite, C/C)는 강화재와 메트릭스가 모두 탄소 물질로 되어 있는 재료로서 탄소/탄소 복합재라고 불리운다.

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탄소/탄소 복합재는 비강도가 높고, 2200℃ 이상의 고온에서 기계적 특성이 우수하며 높은 내열 충격성 및 낮은 열팽창 계수를 가지는 장점이 있다. 이러한 장점과 함께 탄소/탄소 복합재는 우수한 마찰 및 마모 특성을 가지기 때문에 항공기 브레이크 디스크, 로켓 노즐, 재돌입 비행체의 열 차폐재 등 우주항공 분야 소재로서 각광을 받고 있으며, 제조 기술의 발달에 따라 생체 친화성과 화학적 불활성 등의 특성을 이용한 셍체 재료 및 일반 산업용 소재로 응용 확대가 기대되고 있는 재료이다.

2. 탄소/탄소 복합재의 종류
- 탄소/탄소복합재(C/C) 제조는 성형시 섬유의 보강 방향에 따라서 Uni-Directional(UD), 2D, 3D 이상의 다방향성 복합재료로 구분할 수 있다. UD와 2D는 특정 방향으로 물성이 우수한 특성을 소유하고 있지만, 등방성이 떨어져서 층간 전단에 약한 단점으로 인하여 등방성이 요구되는 것에는 제한이 있다. 따라서, 모든 방향에 대하여 고른 물성이 요구되는 노즈 콘(Nose cone)이나 로켓 노즐 등의 재료에서는 3D이상의 형태로 사용하고 있다.
다방향성 탄소/탄소 복합재 제작은 UD, 2D와는 달리 섬유의 보강형태가 복잡하고 다양하여 기질의 함침 효율과 경제성에 미치기 때문에 프리폼 제작 제작에 대한 충분한 검토과 요구된다.
다방향성 프리폼은 복잡한 기계적 응력에 층간 탈리 현상이 없어 보강물질을 지지하기 위한 수단으로 등장하였으며, 최소한 직선으로 된 3개 이상의 섬유를 공간에 규칙적으로 배열시킴으로써 구성되는데 가장 일반적인 것이 3D 와 4D 프리폼이다. 다방향성 프리폼의 제조기술은 dry yarn에 의한 직조, 직물(fabric)의 piercing, 인발성형 된 Rod로 조립, 필라멘트 와인딩(filament winding( 또는 각각을 조합시키는 방법이 있다.

참고 자료

없음