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개선된 복합재료

전문가 제언: ○ 항공우주용 구조재로서 섬유강화 복합재료를 사용한 이래, 금속구조에서 문제되지 않았던 비행기의 낙뢰방호가 중요한 과제로 등장하였다. 미국 FAA의 통계에 의하면 상용비행기는 1년에 1회 이상 낙뢰에 피격된다. 비행기 복합재료구조의 무방호 상태에서의 낙뢰는 피격부분 수지의 기화와 적층구조의 소실, 자기장 및 전위차에 의한 전자부품의 손상과 파괴를 야기한다.

○ 지금까지의 낙뢰방호는 복합체 구조에 전도경로를 부여하여 낙뢰 시 전류가 구조체 외부로 흐르도록 유도하였다. 기존의 전도경로 설치는 알루미늄, 구리 메시나 알루미늄 호일을 접합하거나, 전도성 물질의 띠를 적층구조에 통합하는 방식이다. 이런 방법은 중량증가와 비용이 높고, 인력 소모적이며 작업성이나 손상 수리에 문제점이 있었다. 근래에는 팽창 호일, 금속 메시 외에, 프리프래그의 금속 메시 조합이나 표면층에 금속직물이나 금속섬유의 표면 필름 설치 등도 활용된다.

○ 이 발명은 프리프래그의 강화섬유층 사이에, 수지층 두께와 같은 크기의 중공 도전입자를 분산시킨 고분자 수지층을 삽입하여 전도경로를 형성, 적층구조재의 Z방향(두께 방향)의 전도성을 개선하는 방법을 공개하고 있다. 특허 내용상 우수한 전도성 향상에 비하여, 삽입층이 얇고 도전입자의 사용량도 비교적 적어 중량증가 문제를 효과적으로 처리하고 있다.

○ 비행기 낙뢰방호에서 고분자 수지에 도전성 입자를 활용하는 방안은 기존의 평면적인 메시나 호일 접합과는 다른 접근방안이라 하겠다. 이 방법은 구조재의 생산뿐만 아니라 손상부분의 수리에도 편리할 것으로 생각된다. 앞으로 새로운 도전성 복합재료 제조의 한 방식으로 발전하기를 기대한다.

저자: HEXCEL COMPOSITES LIMITED
자료유형: 특허정보