https://drive.google.com/file/d/1rPLftcbzJQtfGRZwJbFQlfSEDDF7Qoxh/view?usp=sharing
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2018118005 김민규 자료입니다. 탄소섬유란 탄소원소의 질량 함유율이 90 프로이상 되는 섬유장의 탄소재료를 말합니다 . 최근 국내 자동차 제조기업의 발등에 불이 떨어졌다 . 차량연비규제가 현실로 다가왔기 때문이다 . 파리기후협약 이후 세계적으로 연비 규제가 강화되고 있어 , 국내 자동차 기업들이 규제기준을 충족시키지 못하면 국산 신형차 수출길이 막히게 된다 . 연비를 높이기 위해서는 자동차 무게를 줄이는 것이 가장 효과적인 방법으로 꼽힌다 . 단 , 안전하고 충격에도 강해야 한다 . 기존에 사용되는 금속을 대체할 가벼우면서도 튼튼한 재료로 ' 탄소섬유강화플라스틱 (Carbon Fiber Reinforced Plastic, 이하 CFRP)' 이 주목을 받는다 . CFRP 는 플라스틱에 탄소섬유를 첨가해 강도와 탄성을 높인 소재다 . 탄소섬유의 무게는 강철의 4 분의 1 수준이며 강도는 약 10 배 더 강하다 . CFRP 로 만든 부품은 강철로 만든 것에 비해 30~50% 가볍고 1.5~2 배 정도 강하다 . 해외에서는 이미 CFRP 부품을 적용한 전기차와 하이브리드 차량을 생산하고 있다 . BMW 사의 i3, i8, 7 시리즈 모델이 대표적이다 . 국내에서도 CFRP 로 자동차를 만들기 위한 연구개발을 시작했다 . 작년 10 월 , 연구원 · 기업 · 대학 등 48 개 기관이 모여 ' 탄소산업 클러스터 조성사업 ' 을 출범했다 . 사업단은 R&D 과제 11 개와 인프라 과제 2 개를 수행한다 . 사업 총괄주관기관인 한국화학연구원 C- 산업육성센터 전영표 센터장은 " 이 사업단은 처음부터 사업화를 목적으로 출발했다 " 며 "2021 년 12 월까지 탄소섬유로 차량 부품을 만드는 기술을 확보하고 사업종료 후 3 년 내에 부품을 실제 판매할 자동차에 적용하는 것이 목표 " 라고 밝혔다 .
탄소섬유 또는 그라파이트 섬유 , 탄소 그라파이트 , CF 는 탄소 가 주성분인 0.005 0.010mm 굵기의 매우 가는 섬유이다 . 탄소 섬유를 구성하는 탄소 원자들은 섬유의 길이 방향을 따라 육각 고리 결정의 형태로 붙어 있으며 , 이러한 분자 배열 구조로 인해 강한 물리적 속성을 띠게 된다 . 한 가닥의 실은 수 천 가닥의 탄소 섬유가 꼬여져 만들어진다 . 탄소 섬유는 다양한 패턴으로 직조될 수 있으며 , 플라스틱 등과 함께 사용되어 탄소 섬유 강화 플라스틱 과 같이 가볍고도 강한 복합 재료 를 만들어내기도 한 다 . 탄소 섬유의 밀도는 철보다 훨씬 낮기 때문에, 경량화가 필수적인 조건일 때 사용하기에 적합하다. 탄소 섬유는 높은 인장 강도, 가벼운 무게, 낮은 열팽창율 등의 특성으로 인해 항공우주산업, 토목건축, 군사, 자동차 및 각종 스포츠 분야의 소재로 매우 널리 쓰인다. 이런 장점에 반면, 가격면에서는 유사한 소재인 섬유 유리나 플라스틱보다 상대적으로 비싸고, 당기거나 구부리는 힘에 매우 강하며, 압축하는 힘이나 순간적인 충격에는 약하다. 예를 들어, 탄소 섬유로 만들어진 막대는 구부리기 매우 어렵지만 망치와 같은 도구로 쉽게 깨뜨릴 수 있다.
탄소 섬유를 활용한 것들 김수관 : 강도 10 ∼ 20g/d, 비중 1.5 ∼ 2.1 이다 . 내열성 , 내충격성이 뛰어나며 화학약품에 강하고 해충에 대한 저항성이 크다 . 가열과정에서 산소 , 수소 , 질소 등의 분자가 빠져나가 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 . 탄소섬유의 미래 (1) 탄소섬유 보강 복합재료의 주요응용분야 확대 (2) 현재 세계적으로 탄소섬유 27000 톤이 생산되며 13 억 달러에 해당 (3)2010 년에 136 만 달러로 성장 2006 년에 비해 37% 증가 (4)2006 년 ~2010 년 사이에 7000 톤 수요 26% 증가 (5) 세계 탄소섬유 3 년 동안 8 억 달라 투자 생산량 78% 향상 계획
2018101005 소민수 탄소섬유에 관한 자료 탄소섬유가 처음 알려진 것은 약 100년 전 T. A. 에디슨이 대나무 섬유를 탄화하여 전구의 필라멘트로 사용했을 때이다. 공업적으로 제조되기 시작한 것은 1959년 셀룰로스계 섬유를 기초로 하여 생산한 것이며 한국에서는 1990년 태광산업이 처음으로 생산에 성공했다. 원료로는 셀룰로스, 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 검은색이나 회색을 띤다. 강도 10∼20g/d, 비중 1.5∼2.1이다. 내열성, 내충격성이 뛰어나며 화학약품에 강하고 해충에 대한 저항성이 크다. 가열과정에서 산소, 수소, 질소 등의 분자가 빠져나가 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 충북대학교 안전공학과 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. * 탄소 섬유 강화 플라스틱 보다 강하다, 보다 가볍다, 보다 내열성이 있는 재료를 구하여 섬유강화 플라스틱( FRP )이나 섬유강화 금속( FRM )이 연구 개발되었으나 CFRP 는 이들의 복합재료 중에서 가장 연구가 앞선 재료이다. 현재는 우주항공기재료로서 스포츠 레저용품 재료로서 없어서는 안될 재료이...
3/19 2018101005 소민수 단글링 본드(Dangling bond) 정의 결정표면 혹은 결정 내의 결합부위에 있는 원자는 완전결정 내부의 원자와 달리, 배위 불포화로 인하여 일부결합이 전달된 상태에 있다. 이 절단된 결합을 일반적으로 단글링 본드라고 한다. 여기에 원자나 분자가 접근하여 쉽게 화학결합을 이룬다. Some allotropes of silicon, such as amorphous silicon, display a high concentration of dangling bonds. Besides being of fundamental interest, these dangling bonds are important in modern semiconductor device operation. Hydrogen introduced to the silicon during the synthesis process is well known to replace dangling bonds, as are other elements such as oxygen. 비정질 실리콘과 같은 실리콘의 일부 동소체는 고밀도의 매달 기 결합을 나타냅니다. 근본적인 관심을 갖는 것 외에도, 이러한 매달려있는 결합은 현대 반도체 장치 작동에서 중요합니다. 합성 공정 중에 실리콘에 도입 된 수소는 산소와 같은 다른 원소와 마찬가지로 댕글 링 본드를 대체하는 것으로 잘 알려져있습니다. https://en.wikipedia.org/wiki/Dangling_bond *비정질 실리콘 비정질 실리콘(a-Si)은 오랫동안 평판 디스플레이의 제왕으로 군림해 왔다. 그러나 차세대 전자 제품들이 요구하는 것을 제공할 수 없기 때문에 비정질 실리콘의 지배력은 곧 사라질 것으로 전망됩니다. 비정질 실리콘은 충분히 빠르지 않습니다. 또한 현재의 TFT는 얇고 효율적인 경조(high contrast) 기술인 유기발광다이오드(OL...