복합재료
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소개글

복합재료에 대한 보고서 자료입니다.

목차

● 서론
1. 복합재료란 ?
2. 복합재료의 역사
3. 복합재료의 종류와 특징

● 본론
1. 섬유 강화 복합재료의 제조법과 특성
1.1 보강용 섬유
1.2 섬유 강화 플라스틱
1.3 섬유 강화 금속
1.4 섬유 강화 세라믹
1.5 HYBRID 복합재료
2. 복합재료의 설계와 응용
2.1 우주 기기
2.2 항공기
2.3 선박 해양
2.4 자동차
2.5 스포츠 용품

● 결론

본문내용

함한 재료시스템으로서의 최적화 또한 필요하다.
특성의 요구에서 부터 설계, 제작까지의 공정예를 그림 1.1에 나타내었다. 이 그림에서 강조해 두고 싶은 것은 복합재료는 science가 아니고 engineering의 문재라는 것이다. 설계의 최적화라는 것은 이상적인 것을 추구하는 것이 아니고 현재 가지고 있는 기술에서 제일 적절하게 응용할 수있는 재료는 무엇인가 하는 것을 추구하는 것이다.
2. 복합재료의 역사
여러가지 재료를 조합함에 의해 단일재료에서는 얻을 수없는 한층 더 우수한 특성을 가진 재료를 만들 수 있다는 복합의 생각은 결코 새로운 것은 아니다. 섬유강화의 발전경로는 고대 이집트의 자연건조 벽돌제조시부터 말해진다. 연금술사들은 Pb를 Au로 바꾸기 위해 물질을 완전히 분해하여 원소상태로 만들어서 다시 그 조합을 바꾸어 합금을 만들므로서 기술의 발달을 꾀했는데, 거기에는 혼합하는 것에 의해 지금까지와는 다른 새로운 특성을 만들수있는 가능성을 낳을 수있다는 지혜의 싹을 엿볼수가 있다.
근대적인 복합재료가 탄생된 것은 섬유로 보강한 고무를 이용한 공기 넣은 타이어의 제조(1888년)가 최초라고도, 혹은 glass섬유강화 폴리에스테르의 제조(1942)가 최초라고도 말해지고 있다. 섬유의 강도를 적극적으로 이용 한다는 면에서 보면 후자를 시조로 해도 이상하지 않다. 여기서부터 경량고강도 구조재료의 연구개발이 시작되었다.

요구 성능 수치화



기기의 설계 재료의 설계 <




제조 정의 선택

一體化, 接合
加工性



평 가 >

試驗法, 非破壞 검사

최 적 화 >

經濟性, 信賴性,
保守點檢, 再生
Cost Performance

양 산 화

>


제 품

그림 1.1 설계 공정도
일반의 glass섬유는 탄성율이 70GPa 정도로 작기 때문에 이 분야의 개량에 많은 연구개발이 수행되어 수종의 섬유가 개발되어 왔으며, 미국의 아폴로 계획이 하나의 큰 추진력이 된 것은 부정할 수 없다. 이리하여 개발된 것이 B섬유(탄성율 383GPa)이다. 더욱이 1970년대의 초반에는 탄소섬유가 화려하게 등장하였다.
섬유가 고성능화 되면서,섬유강화 복합재료가 단순한 대체재료가 아니라 종래의 재료에서는 도저히 불가능한 극한 환경에도 견딜 수 있는 재료라는 것이 널리 인식되자 그 사용환경의 확대를 위해 기지의 개량에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 수지도 폴리에스테르에서 에폭시로, 그리하여 내열성이높은 폴리아미드, 양산성이 높은 열가소성수지(PEEK, PES등)로 선택의 폭이 넓어 졌다. 더욱 고온용도등을 위해 금속이나 세라믹도 기지재료로서 고려하게 되었다.
기지재료가 다양화됨에 따라 각 재질에 적합한 섬유라는 점에서 탄소섬유의 다양화, 탄화 규소섬유 아라미드섬유, whisker등의 개발이 진척되었고, 또 이번에는 고성능화된 섬유의 특성을 충분히 발휘시키기위해 기지의 개발이 진행되면서 양측면의 개발의 톱니바퀴가 잘 물리어 복합재료의 다양화가 진행되었다.
GFPR를 가볍고 고강성을 표방한 제 1세대의 복합재료라고 하면, 탄소 섬유강화 플라스틱(Carbon fiber reinforced plastic: CFRP)이나 B섬유강화 플라스틱(Boron fiber reinforced plastic: BFRP)등 고비강도의 재료가 제2세대의 복합재료, 그리고 금속기 복합재료(Metal matrix composites: MMC 혹은 Fiber reinforced metals: FRM)등 내열성을 부여한 재료가 제3세대 복합재료라고 불리어 질 수 있다.
다음 세대의 복합재료에는 무엇이 올 것인가? 하나는 하이브리드 복합재료로 말하자면 복합재료의 복합화일 것이다. 아라미드계 복합재료(Aramid fiber reinforced plastic: ArFRP)와 CFRP를 조합하여 전자의 압축강도 후자의 damping특성부족 이라는 상호의 결점보완을 재료가 양자를 복합하는 것에 의해 얻어진다. 또 하나는 기능성 복합재료일 것이다. 결코 새로운 복합재료라고는 할 수 없지만 지금까지의 복합재료는 역학적 특성을 중심으로 발달하여 섬유가 가지는 특성을 복합재료 속에서살리는 것에만 급급했다. 기능성 복합재료는 기지재료의 권리회복이라고 말할 수도 있다. 이것은 기지나 섬유가 가지는 물리적, 화학적 기능 혹은 기지와 섬유와의 상호작용에 의해 생기는기능을 주로한 복합재료이다. 열팽창계수를 조정한 열적기능재료나 전도성 fiber를 첨가한 전자기적 기능 재료등 종류는 극히 많다.
한편으로는 생성계의 복합재료-예를 들면 일방향응고 공정합금과 같은 in situ composites 에도 연구개발이 진행되고 있다. 공정조성으로 성분범위가 어느 정도 한정되어 있기 때문에 선택의 자유도는 적지만 게면은 열역학적으로 안정하다. 이 때문에 다른 혼합계와 달리 계면문제가 적어 고온 재료에 적당한 것으로 지목되고 있다.
3. 복합재료의 종류와 특징
복합재료는 기재의 형상이나 조합에 따라서 많은 종류가 있다. 기재가 미립자(0차원), 섬유(1차원), 박판 혹은 판상(2차원)및 벌집(honoycomb)과 같은 3차원의 것, 또 그상태가 고체, 액체, 기체, 진공과의 조합, 재료적으로 유기물, 금속 무기물(결정질 및 비정질, 또 탄소는 여기서는 무기재료속에 분류한다.)등이 있고, 각각의조합에 의해특징있는 복합재료가 얻어진다.
● 본 론
1. 섬유강화 복합재료의 제조법과 특성
1.1 보강용 섬유
복합재료의 보강용 기재(基材)는 목적에 응하여 입상 , 섬유상 ,혹은 flake(박편)상의 것이 사용됨다. 또 형재 , honoycomb core , 다차원 직물과 같은 입체구조를 가진 부재(部材)도 복합재료의 기재로서 사용된다. 강화플라스틱의 기재로 가장 일반적인 glass에 대해 표1.1에 예시했다.입자상의 glass bead 에서 단섬유 , 장섬유, 그것을 직물로 한 평직천 , 능직천등 종류도 많다. 또 조성적으로도 일반용의 E glass 에서 고강도의 S glass , 콘크리트등의 보강에 사용되는 내알칼리 glass , 또 도전성 glass에 이르기까지 종류도많아 용도에
  • 가격3,000
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  • 등록일2010.03.16
  • 저작시기2007.1
  • 파일형식한글(hwp)
  • 자료번호#591087
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