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복합체 재료에서 나노구조의 분산 시스템과 방법

전문가 제언: ○ 종래의 복합체 재료들은 역학적 성질의 충격 저항 성질에만 한정되었었다. 그러나 나노복합체 재료는 레이돔, 항공기, 고속기체부품, 미사일 등을 포함하는 역학적 성질의 완전무결성을 필요로 하는 여러 가지 응용에서 사용된다.

○ 인장강도와 같은 역학적 성질들을 증가시키기 위한 이전의 시도는 복합체 재료들에 강화제 재료들로서 나노입자들을 보충시켰다. 그렇지만 보강 재료들의 역학적 성질의 이익을 위하여 강화제 재료의 역학적 성질의 완전무결성은 물론 복합체 재료에서 강화 재료의 사실상 균일한 분산이 필수적으로 요구된다.

○ 매트릭스 재료에 나노입자들을 주입하는 현행 방법은 이들 요구를 충족시킬 수 없었다. 예를 들면 복합체 매트릭스 재료와 나노입자들의 혼합이 필요한 압출법은 나노입자들, 특별히 나노튜브를 부서지게 하기 때문이다.

○ 또 다른 작용기화의 방법에서 플루오르화물 원자들과 같은 부가적 구조들은 혼합되기 전에 나노입자들에 부착된다. 부가적 구조들은 그러한 부착된 부가적 구조들이 없는 나노입자들에 비교하여 열등한 역학적 성질을 나타냈다. 더욱이 이들 방법은 결과적으로 생성된 복합체 재료에서 나노입자들을 균일하게 분포시키기보다는 뭉치지기를 막지 못한다.

○ 매트릭스 재료가 부분적으로 제조된 뒤에 나노구조가 가해지고 매트릭스 재료의 경화되는 동안 전자기장이 가해진 결과로 생성된 나노복합체 재료는 매트릭스 재료에 균일하게 분산되고 배열된 나노구조들을 포함하게 된다.

○ 나노구조들의 특성들을 갖는 수많은 강화제들을 역학적 완전무결성을 고려하여 선택하고 최적의 복합체 매트릭스 재료에 혼합 후 주형에 가한 전자기장하에서 균일하게 분산된 초고성능 나노복합체 재료를 얻을 수 있다. 특수한 사용 목적에 따라 디자인된 초고성능 나노복합체 재료의 생산은 산업 발전에 크게 기여할 것으로 확신한다.

저자: RAYTHEON COMPANY
자료유형: 특허정보