복합소재

Composites

복합소재 복합소재란?

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복합소재 FRP란?

복합소재 FRP는 Fiber Reinforced Polymers로 섬유 보강재와 고분자 수지로 구성된 재료입니다.
보강재는 강도와 강성을 부여하는 반면 수지는 섬유를 결합시키는 접착 매트릭스입니다. 완성 된 부분에서 수지 매트릭스는 적용된 하중을 강화 섬유에 전달하고 섬유를 환경 공격으로부터 보호합니다.

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복합소재의 특징

FRP 복합 소재는 기존 소재에 비해 많은 장점을 제공합니다.

  • 실용적 뛰어난 내구성과 내식성
    고강도 및 부품 통합

  • 사용의 편리 가벼운 무게
    설계의 유연성 및 재현성

  • 뛰어난 성능 낮은 열전도율 및 우수한 난연
    치수 안정성

FRP 복합 재료는 또한 광 전달, 고 유전 강도, 전도도 및 레이더 투명성과 같은 추가 엔지니어링 속성을 포함 할 수 있습니다.

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FRP 복합소재의 응용분야

FRP 복합 재료는 낚시대 및 보트와 같은 레크리에이션 장비에서 보잉 787 드림 라이너 (Dreamliner)와 같은 새로운 상업용 항공기 부품에 이르기까지 전 세계적으로 사용되고 있습니다. 복합 소재 산업이 제공하는 주요 시장은 다음과 같습니다.

  • 건축 및 건설

  • 자동차 및 운송

  • 항공 우주

  • 해양

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강화재에 따른 분류와 특성

강화재의 종류
- 장섬유, 입자(Particle), 플레이크(Flake), 단섬유(Whisker), 불연속섬유, 연속섬유, 시트(Sheet)등

섬유강화 복합재료(Fibrous composoite)
- 유리, 보론, 탄소, 유기, 아라미드, 세라믹, 금속

구분 종류 인장강도(MPa) 강성(GPa) 밀도(g/cm3) 비강도(x106)
강화용 섬유 유리 섬유 3450~4300 73~87 2.5 1.4~1.8
탄소 섬유 1900~5600 230~760 1.8~2.1 1.1~1.3
케블라 섬유 3450~3620 130~180 1.46 2.3
보론 섬유 3450 400 2.5 1.4
SiC 섬유 3440 400 3.3 1.1
AI2O3 섬유 1400 380 3.95 0.4
금속 알루미늄 260~410 69~73 2.71 0.1~0.15
스틸(일반) 450~830 207 7.87 0.06~0.1

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기지재에 따른 분류와 특성

기지재의 종류
- 고분자(Polymer), 금속(Metal), 세라믹(Ceramic)

고분자 복합재료(Polymer matrix composoite)
1. 열경화성 고분자(Thermoset polymer)
 - 에폭시(Epoxy) : 우주 항공기에 이용
 - 폴리에스터(Polyester)/비닐에스터(Vinylester) : 자동차, 선박에 이용, 전기적응용
 - 페놀(Phenolics) : BMC(Bulk Molding Compound) 제조
2. 열가소성 고분자(Thermoplastic polymer)
 - 나일론, 열가소성 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에테르이미드(PEI) 등
3. 금속 복합재료(Metal matrix composite)
 - Al 합금, Ti 합금, Mg 합금, 스테인레스강
4. 세라믹 복합재료(Ceramic matrix composite)
 - 알루미나(Al2O3), 실리콘나이트라이드(Si3N4), 실리콘카바이드(SiC), 탄소

기지재의 역할
- 섬유사이의 응력전달 및 섬유보호