초단탄소섬유 적용

첨단 복합재료 분야의 핵심 소재인 초단탄소섬유는 고유한 특성을 갖고 있어 많은 산업 및 기술 분야에서 폭넓은 관심을 불러일으켰습니다. 소재의 고성능화를 위한 새로운 솔루션을 제공하며, 관련 산업 발전을 견인하기 위해서는 소재의 응용기술과 공정에 대한 심층적인 이해가 필수적입니다.

초단탄소섬유의 전자현미경 사진

일반적으로 초단탄소섬유의 길이는 0.1~5mm이고 밀도는 1.7~2g/cm3로 낮습니다. 1.7 – 2.2g/cm3의 낮은 밀도, 3000 – 7000MPa의 인장 강도 및 200 – 700GPa의 탄성 계수로 이러한 우수한 기계적 특성은 하중 지지 구조에 사용되는 기초를 형성합니다. 또한, 내열성이 뛰어나며, 비산화성 분위기에서 2000°C 이상의 고온에도 견딜 수 있습니다.

항공우주분야 초단탄소섬유의 응용기술 및 공정

항공우주 분야에서는 초단탄소섬유가 주로 보강용으로 사용된다.수지매트릭스 복합재. 기술의 핵심은 탄소섬유를 수지 매트릭스에 고르게 분산시키는 것이다. 예를 들어, 초음파 분산 기술을 채택하면 탄소 섬유 응집 현상을 효과적으로 깨뜨려 분산 계수가 90% 이상에 도달하여 재료 특성의 일관성을 보장할 수 있습니다. 동시에 섬유 표면 처리 기술을 사용합니다.커플링제치료를 할 수 있습니다탄소섬유수지 인터페이스 결합 강도가 30% – 50% 증가했습니다.

항공기 날개 및 기타 구조 부품 제조 시 열간 압착 탱크 공정을 사용합니다. 우선, 초단탄소섬유와 레진을 일정 비율로 혼합한 프리프레그를 핫프레스 탱크에 적층합니다. 그런 다음 120~180°C의 온도와 0.5~1.5MPa의 압력에서 경화 및 성형됩니다. 이 공정은 복합 재료의 기포를 효과적으로 배출하여 제품의 밀도와 고성능을 보장할 수 있습니다.

자동차 산업에 초단탄소섬유를 적용하기 위한 기술 및 공정

초단탄소섬유를 자동차 부품에 적용할 때 모재와의 상용성을 높이는 데 중점을 두고 있다. 특정 상용화제를 첨가함으로써 탄소 섬유와 기본 재료 사이의 계면 접착력(예:폴리프로필렌등)을 약 40%까지 늘릴 수 있습니다. 동시에 복잡한 응력 환경에서 성능을 향상시키기 위해 섬유 배향 설계 기술을 사용하여 부품의 응력 방향에 따라 섬유 정렬 방향을 조정합니다.

사출 성형 공정은 자동차 후드와 같은 부품 제조에 자주 사용됩니다. 초단탄소섬유는 플라스틱 입자와 혼합된 후 고온 및 고압을 통해 금형 캐비티에 주입됩니다. 주입온도는 일반적으로 200~280℃, 주입압력은 50~150MPa이다. 이 공정을 통해 복잡한 형상의 부품을 신속하게 성형할 수 있으며 제품 내 탄소 섬유의 균일한 분포를 보장할 수 있습니다.

전자분야 초단탄소섬유 응용기술 및 공정

전자 방열 분야에서는 초단탄소섬유의 열전도율 활용이 핵심이다. 탄소섬유의 흑연화 정도를 최적화하여 열전도도를 1000W/(mK) 이상으로 높일 수 있습니다. 한편 전자 부품과의 양호한 접촉을 보장하기 위해 화학적 니켈 도금과 같은 표면 금속화 기술을 사용하면 탄소 섬유의 표면 저항을 80% 이상 줄일 수 있습니다.

분말 야금 공정은 컴퓨터 CPU 방열판 제조에 사용될 수 있습니다. 초단탄소섬유는 금속분말(예: 구리분말)과 혼합되어 고온, 고압에서 소결됩니다. 소결 온도는 일반적으로 500 – 900°C이고 압력은 20 – 50 MPa입니다. 이 공정을 통해 탄소섬유는 금속과 좋은 열전도 채널을 형성하고 방열 효율을 향상시킵니다.

항공우주부터 자동차산업, 전자산업까지, 지속적인 기술 혁신과 공정 최적화로 초단거리탄소섬유더 많은 분야에서 빛을 발할 것이며, 현대 과학기술과 산업발전에 더욱 강력한 힘을 불어넣을 것입니다.