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첨단기술정보

Si합금의 용융함침에 의한 SiC/SiC 복합재료의 시험제작과 평가

전문가 제언: 일본우주항공연구개발기구(JAXA) 항공본부, 복합재 기술연구센터에서는 항공엔진의 경량화와 고효율화를 위해 연소가스로 구동되는 저압 터빈의 구성 재료를 현재 상태의 Ni 내열합금에서 탄화규소(SiC)섬유강화 SiC매트릭스 복합재료(SiC/SiC)로 치환하는 것을 목표로 연구개발을 진행하고 있다. 연구는 내열온도가 1,200℃정도로 고강도이면서 내산화성이 우수하고 치밀한 매트릭스를 갖는 SiC/SiC를 단기간에 값싸게 공급하는 공정 기술을 개발하는데 목적을 두고 있다.

Si에 18at%Y, 16at%Ti, 8.5at%Hf, 10at%Zr을 가한 2원Si합금은 공정(eutectic)반응에 의해 융점이 1,230~1,370℃까지 떨어진다. 각종 SiC섬유를 아르곤 가스 중에서 한 시간 열처리한 후 잔유강도를 보면, 결정질섬유인 Tyranno SA섬유는 1450℃에서 melt infiltration(MI) 처리를 해도 강도저하가 일어나지 않지만 비정질섬유인 Tyranno ZMI나 Tyranno LoxM섬유는 현저한 강도저하를 볼 수 있다.