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탄소섬유

본 자료는 탄소섬유에 대해 정리한 리포트입니다. 신소재세미나_기말

탄소섬유의 개요

탄소 섬유의 종류 및 제조 공정

탄소 섬유의 성질 및 특성

복 합 재 료

우주항공분야에 응용

탄소 섬유의 시장

1. 탄소섬유의 개요

항공 우주분야로부터 광범위한 산업분야 그리고 일상용품에 이르기까지 새로운 특성을 지닌 재료가 요구되고 있으며, 이 개발을 위해 끊임없는 연구가 진행되고 있다. 새로운 재료 즉 신소재란 특정한 목적을 위해서 개발된 것으로 기능이나 응용분야가 다른 새로운 재료를 말한다. 그 중 하나가 복합재료로서 모양과 화학 조성이 다른 두 가지 이상의 재료의 물리적인 결합으로 단일재료로서는 볼 수 없는 특성을 실현한 재료로 정의할 수 있다. 대표적인 예로 탄소섬유(carbonfiber)를 플라스틱에 섞어 강도를 높인 복합재료를 들 수 있다. 이 복합재료는 플라스틱의 뛰어난 성형성과 탄소섬유의 높은 강도의 장점을 조합한 것이다. 탄소체의 대표적인 탄소섬유는 고강도, 고탄성 소재로써 경량이면서도 고강도의 구조재, 특히 가공성이 높은 첨단 복합재료의 강화재로서, 항공기의 구조재, 우주 왕복선 및 우주 구조물 등 제조의 핵심소재로 이용되고 있다. <그림 1> 은 탄소섬유 중 대표적인 팬(PAN)계 탄소섬유의 단면 및 번들 상태를 보여주고 있다. 최근 나노물질의 선두주자로 인식되는 카본 나노튜브(carbonnanotube)의 등장은 나노 과학이라는 새로운 학문을 열게 하였다.

탄소섬유가 처음 알려진 것은 약 100년 전 T.A.에디슨이 대나무 섬유를 탄화하여 전구의 필라멘트로 사용했을 때이다. 공업적으로 제조되기 시작한 것은 1959년 셀룰로오스계 섬유를 기초로 하여 생산한 것이며 한국에서는 1990년 태광산업이 처음으로 생산에 성공했다.

원료로는 셀룰로오스, 아크릴 섬유, 비닐론, 피치(pitch) 등이 쓰이는데, 원료에 따라 또는 처리 온도에 따라 분자배열과 결정의 변화가 생긴다. 일반적으로 탄소의 육각 고리가 연이어 층상격자를 형성한 구조이며 금속광택이 있고 흑색이나 회색을 띤다. 강도 10∼20g/d, 비중 1.5∼2.1. 내열성, 내충격성이 뛰어나며 화학약품에 강하고 해충에 대한 저항성이 크다. 가열과정에서 산소, 수소, 질소 등의 분자가 빠져 나가 중량이 감소되므로 금속(알루미늄)보다 가볍고 반면에 금속(철)에 비해 탄성과 강도가 뛰어나다. 이런 특성으로 인해 스포츠용품(낚싯대, 골프채, 테니스 라켓), 항공우주산업(내열재, 항공기 동체), 자동차, 토목건축(경량재, 내장재), 전기전자, 통신(안테나), 환경산업(공기정화기, 정수기) 등 각 분야의 고성능 산업용 소재로 널리 쓰인다.

한국의 경우, 1996년 충북대학 연구팀이 활성탄소섬유를 이용한 악취제거장치 개발에 착수, 현재 완성단계에 있다. 흡착제로 활성탄을 사용할 때보다 흡착능력이 훨씬 뛰어나 한꺼번에 많은 양을 처리할 수 있는 이점이 있으며, 이로 인해 시설비가 절감되고 유해물질을 효과적으로 제거함으로써 사업장의 작업환경을 크게 개선할 수 있다.

[문서정보]

문서분량 : 20 Page

파일종류 : HWP 파일

자료제목 : 탄소섬유

파일이름 : 탄소섬유.hwp

키워드 : 탄소섬유

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