내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

고속차량의 브레이크 디스크용 하이브리드 세라믹스의 새로운 전개

전문가 제언: ○ 최근 세계에서 4번째로 고속전철의 국산화가 이루어졌고 고속전철의 대외수출에도 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 전철이나 자동차의 고속화에 따른 BD의 각종 문제점과 그 해결책을 재료적 입장에서 제시하여 국내 고속차량 관련 산업체에도 많은 참고가 될 것이다.

○ 고속 전철에서 사용하는 제동시스템 운동에너지는 마찰력 에너지를 전환 흡수하는 디스크-패드의 마찰계통방식과 저항이나 와전류와 같이 비접촉식으로 제동하는 두 가지로 대별된다. 전력공급이 끊기는 비상시에는 마찰계통방식으로 차량을 정지시켜야 한다. 디스크의 열변형 거동에 대한 유한해석과 같은 연구는 일부 대학이나 철도기술연구원과 같은 곳에서 연구되고 있으나, 실제 실험의 어려움 때문에 디스크용 하이브리드 세라믹스와 같은 개발, 연구의 구체적 사례는 찾아보기 어렵다.

○ 하이브리드 세라믹스에서는 높은 강도와 인성을 겸비한 재료를 만들기 위한 공정이 중요하다. C/Si 하이브리드 세라믹스 예를 보면 페놀수지, SiC 나노입자, 탄소 단섬유를 혼합한 후 200℃ 이하에서 압축 성형하여 재료 중앙에는 마이크로 단위의 탄소섬유 다발, 페놀수지 매트릭스에는 SiC 나노입자가 산재된 제1중간체를 얻은 후 불활성 분위기 및 900℃이상에서 하소하면 중앙에 탄소섬유 다발은 그대로 있고 SiC나노입자 표면에 탄소나노 입자가 부착되고 탄소섬유 다발 표면에 탄소 나노입자가 부착된 제2 중간체를 얻는다.

○ 최종 제품은 불활성 분위기, 1,420℃ 이상의 고온에서 소성할 때 Si-Cu를 함침시켜 중앙에 탄소섬유 다발, 그 다발 주위에 탄소 부위와 그 주위에 존재하는 SiC 주성분 부위로 하고 Cu 금속간 화합물을 만들어 인성과 열전도율을 크게 한다. 이런 복잡한 공정을 통해 원하는 하이브리드 세라믹스가 얻어진다.

○ SiC에 가까운 특성을 갖는 C/SiC HC는 탄소섬유가 충분히 기능하여 파괴저항을 높여준다. 또 이 재료는 기계가공에 의한 near net성형이 가능하여 브레이크 디스크 형상의 최적화를 이룰 수 있다.

저자: Ken Goto and Yutaka Kagawa
자료유형: 학술정보