1. 복합재료의 정의
복합재료란 형태와 재료의 성분이 다르고 서로 용해되지 않는
두 가지 이상의 거시적 구성물을 혼합,결합하여 완성된 재료 시스템이다.
2. 복합재료의 특성
ㆍ 우수한 비강도와 비탄성율
ㆍ 파괴 인성의 향상과 파괴흡수 에너지의 증대
ㆍ 가볍고 작은 구조분야에도 응용
ㆍ 충격피로에 강함
ㆍ 내마모성, 자기 윤활성의 부여
ㆍ 내식성의 향상
ㆍ 높은 치수 안정성
ㆍ 일체성형에 의한 공작과정의 단순화
이러한 복합재료중 탄소/탄소 복합재료는 우주항공분야산업에 많이 이용되고 있다. 탄소/탄소 복합재료란 탄소섬유를 보강재료로 하여 탄화 또는 흑연화된 매트릭스를 가지는고내열성 재료이다. 내산화 처리를 하지 않은 경우의 산소 존재하에서의 최대사용 온도는500℃ 정도이나, 산소가 존재하지 않는 경우의 최대사용온도는 2200∼2800℃에 달하고 내산화 피막처리를 한 경우의 최대사용 온도는1760℃ 정도이다.
특수 금속재료라 할지라도 600℃ 이상의 온도에서는 크립현상 및 온도상승에 따라 인장강도 등의 물성저하가 심각하다. 또한 크립현상이 거의 없는 것으로 알려진 고내열 세라믹 소재등도1200℃ 이상에서는 온도상승에 따른 인장강도 등의 물성저하가 두드러지게 나타난다.
이러한 탄소/탄소 복합재료는 우주왕복선의 nosecone, 장거리 미사일의 노즐, 항공기의 brake-discshoe, 용광로의 특수부품, heating-element, fastener, hot-press의 die, tooling material 등으로 현재 사용되고 있다. 고온가스로 작동되는 turbine blade, 엔진피스톤, 고 내식성 열교환기 등에 사용될 예정이다. 탄소/탄소 복합재료에 대한 응용분야의 확대에 가장 큰 문제는 비싼 제조원가인데,최근 경제성 면에서 많은 개선이 이루어지고 있으므로 가까운 장래에 폭넚은 용도로 사용될 전망이다.
