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[복합재료][특수재료]복합재료의 정의, 복합재료의 성격, 복합재료의 성형방법(제조방법), 복합재료의 시험방법, 복합재료의 응용분야, 복합재료의 특수재료, 복합재료와 항공기, 복합재료와 선박 및 해양개발 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 개요

Ⅱ. 복합재료의 정의

Ⅲ. 복합재료의 성격

Ⅳ. 복합재료의 성형방법(제조방법)
1. RTM 성형법
2. 인발성형법
3. 열가소성 수지의 복합재료 성형
1) 압축 성형법
2) 격막 성형법
4. 복합재료 금형
1) 장점
2) 단점
5. 복합재료의 접합
1) 기계적 접합
2) 접착접합

Ⅴ. 복합재료의 시험방법
1. 섬유와 기지재료의 물성 실험
2. 물리적 특성시험
3. 기계적 특성시험
4. 파괴 및 피로 특성시험
5. 비파괴 시험법

Ⅵ. 복합재료의 응용분야

Ⅶ. 복합재료의 특수재료
1. 금속
1) 기지재료
2) 보강섬유
3) 종류와 특성
4) 제조방법
2. 탄소-탄소
1) 종류 및 특성
2) 제조방법
3. 세라믹
1) 종류 및 특성
2) 제조방법

Ⅷ. 복합재료와 항공기

Ⅸ. 복합재료와 선박 및 해양개발
1. 연혁(年革)
2. 함정, 요트
3. 선박
4. 해양 개발

참고문헌

본문내용

게 연구되기 시작하였다. 군용기의 조종면 등에 탄소섬유가 쓰이기 시작했고 일반 경항공기의 구조물에 유리섬유 복합재료 응용이 성행하게 되었다. 에어버스와 같은 민항공기의 조종면 등에도 복합재료가 사용되기 시작하였고 미국의 버트 루탄이 설계제작한 전복합재항공기(All-composite Aircraft) 보이저호가 무급유 세계일주에 성공함으로써 세계항공사에 새로운 장을 열게되었다. 보이저호는 기존의 금속재료 항공기로는 불가능한 무급유 세계 일주를 달성함으로써 복합재료의 우수성을 일반 대중에게도 극명하게 심어주었다(보이저호는 지금도 Washington D. C.의 National Aviation Museum의 로비에 자랑스럽게 전시되어있다). 1990년대 이후 군용기든 민항기든 복합재료 사용은 세계적인 경향이 되었다. 유럽의 Airbus 항공기 계열은 조종면 등 주구조물에 과감히 복합재료를 적용하여 민항기의 복합재료 응용을 선도하였다. 최근에 개발 완료된 B777의 경우 미익부 및 플랩 등에 탄소섬유가 적용되는 등 전체 구조물의 10% 정도에 복합재료를 쓰고 있다. F-16에는 미익에 탄소섬유를 사용하여 군용기의 복합재료 응용을 본격화하였고 미국에서 차세대 군용기로 개발중인 JSF(Joint Strike Fighter)는 주 날개가 탄소섬유로 제작되는 등 전체 구조물의 40%가 복합재료로 구성되어 있다고 한다. 그러면 왜 복합재료인가? 익히 알려진 대로 복합재료의 특징은 무게절감, 높은 비강도 및 비강성, 내피로성능, 부품단순화, 정비 수리에 따른 비용 절감 등을 들 수 있는데 한마디로 말한다면 비용의 투입대비 산출의 효과가 금속재료 보다 월등하기 때문이라고 할 수 있다.
Ⅸ. 복합재료와 선박 및 해양개발
1. 연혁(年革)
-일본의 GFRP 의 역사는 boat에의 응용으로부터 시작
-제 2 차 대전 중의 미국에서는 상당수의 군용소형정이 GFRP로 건조, 전후 그 수리기술이 일본에 도입
-1953년에 모타보트의 시험제작,1960년 이후 본격 생산
-1965년경부터 소형어선의 GFRP화가 급속히 진행
-현재로서는 GFRP가 소형선박재료로서는 완전히 정착-이유는 경량성, 내구성(내수 ,내해수성),디자인의 자유도, 미관, 보수유지가 쉬운 것, 양산성과 자재의 입수성, 작업성 등
2. 함정, 요트
GFRP 의 특성은 파괴 직전까지 영구 변형은 극히 작고 아주 크게 변형 시켜도 외력을 제거하면 원래의 형태로 복원하는 성질을 갖고 있다. 이 특성은 고속 함정과 같이 파랑충격에 의해 매우 단시간에 커다란 외력을 받는 경우에, 적당하게 변형해서 충격 에너지를 흡수하며 외력을 제거하면서 다시 복원하므로 매우 적당하다.
요트는 큰 선박에 비하면 핏칭 모멘트(해면에 대해서 선수를 올리고 내리는 수직유동운동에 의한 모멘트)가 큰 특성이 있어 ,smooth 한 범주(帆走)를 위해서도 이것을 조금이라도 줄이는 것이 요구된다. 이를 위해 요트의 전방이나 후방 혹은 상방에 위치한 부품,그리고 함정의 중심에서 떨어진 부분의 부품은 ,가능한 한 경량화 할 필요가 있다.
조정 경기용 보트로는 독일에서 에이트에 CF가 사용된 후로, 그 후 에이트, 포아, 카누, 카약 등은 CF나 ArF를 사용하는 것이 주류가 되었다.
3. 선박
GFRP의 비자성과 내구성을 고려해서 ,자성을 극력 피하는 소해정(掃海艇)건조에의 응용이 유럽 각국에서 행해졌다. 특히 영국은 1972 년에 세계 최초의 GFRP제 소해정 Wilton을 進水시켰고, 80년에는 현재 세계 최대의 Brecon을 완성했다.
GFRP 제 선각에서는 특히 접착 연결부에 결함이 생기기 쉽다. 접합부형상이 불완전하면 응력 집중이 생기기 쉽고, 약간의 접착 불량부도 peeling 작용에 의해 급격히 확대 전파하여, 큰 파괴에 이르는 가능성이 있다. 이 때문에 선각부재간의 모멘트와 하중을 전달하는 주요한 접합부의 역할을 명백히 할 필요가 있다.
4. 해양 개발
해양개발용 기기의 주요구조재료는 철강과 콘크리트이다. 최근에는 강과 콘크리트의 장점을 이용한 더욱 합리적인 구조물에 대한 요구가 높아지고 있다. 이러한 생각을 HYBRID구조라고 부르고 , 특히 해양 구조물 분야에서 주목되고 있어 거시적인 복합화의 개념이 엿보인다.
해양 개발용 기기 중에서 복합 재료가 가장 먼저 주목된 것은 심해 잠수정 내압각(耐壓殼)에의 FRP의 응용으로, 미국에서 집중적인 연구가 행해졌다. 초기의 심해 잠수정은 소위 바티스카프형이라고 불리는 형식으로 내압구를 가솔린으로 충만한 부력실에서 매달은 구조를 하고 있어, 선체가 현저히 대형이어서 조종성, 운동능력, 기동성이 불충분했다. 이것에 비해 최근에 建造된 심해 잠수정은내압구의 전후에 압축 강도가 높고 비중이 가벼운 고체부력재를 채운 부력실을 배치해서 전체를 유선형의 외각으로 덮고, 소형 경량화해서 심해에서 운동성능을 향상시킨 형식이 채용되고 있다.
이 밖의 응용 분야로서 해양 온도차 발전(Ocean thermal energy conversion:OTEC)은 ,바다 표면의 고온 해수와 해저의 냉온 해수의 온도 차를 이용해서 프레온 가스 터빈을 회전시키는 발전 System이다. 이 시스템 중에 현재 복합 재료화가 검토되고 있는 것으로, 해저의 해수를 바다 표면까지 온도 변화를 주지 않고 운반하는 냉수 파이프가 있다. 이 파이프는 직경 약 10m ,길이 수백～수 천m, 수명 30 년 이라는 것이 요구되어 몇 종류위 구조가 제안되고 있는데, 재료로는 GFRP를 표면재로서 Vrethane form, 바르사 또는 syntactic form 을 심재로 한 sandwich 구조의 재용이 생각되고 있다.
참고문헌
권종오 외 3명 : 복합재료 선박의 혁신적인 생산 시스템, 대한조선학회, 2001
김종범 : 복합재료 성형공법의 종류 및 특성, FITI시험연구원, 1999
김태우 : 복합재료의 미시특성에 따른 기계적 특성해석, 한국세라믹학회, 2003
한경섭 : 특수용도 복합재료, 한국복합재료학회, 1990
함명래 외 2명 : 복합재료 항공기의 등장과 기술적 당면과제의 검토, 한국방위산업학회2009
홍창선 : 복합재료 응용기술 및 현황, 대한기계학회, 1994

키워드

복합재료,   성형방법,   특수재료,   항공기,   선박,   해양개발