항공우주 산업용 고온 복합재료와 코팅 기술

전문가 제언

○ 고온에서의 내열, 내 산화, 내 부식 등의 한계성을 극복하기 위하여 새로운 고온재료의 개발과 함께 표면특성 향상을 위한 코팅기술이 지속해서 발전되어 왔다. 내열 재료는 향후 우주항공 분야에서는 스페이스셔틀, 에너지 분야에서는 석탄가스, 화력발전, 핵융합, 등에 응용되어, 1,000℃∼2,000℃의 고온에서도 견디는 경량화된 구조재료로 기대된다.

 

○ 1,000℃∼2,000℃까지의 고온에서 불활성 분위기나 산화 분위기에서 사용할 수 있으며 가벼우면서도 고온에서 높은 기계적 물성을 유지하는 복합재료가 개발 도중이거나 실용화되었다. 대표적인 재료는 탄소 섬유 보강 탄소 복합재료(C/C), 탄소 섬유 강화 실리콘카바이드 복합재료(C/SiC) 및 실리콘카바이드 섬유 강화 실리콘카바이드 복합재료(SiC/SiC) 등이 있다.

 

○ 탄소는 400℃에서 산화하기 시작하여 고온에서 사용할 재료를 약화시킨다. 탄소 함유 복합재료를 고온의 산화 분위기에서 사용할 수 있도록 하려면 코팅 기술이 필요하다. 이때 탄소가 산소와 반응하지 않도록 내식성과 산화 방지 코팅할 수 있는 복합 시스템을 사용할 필요가 있다.

 

○ 본 연구에서 탄화 실리콘 고온 코팅을 고온에서 대기 중의 산소와 반응하여 코팅 표면에 생긴 액상의 SiO2가 표면을 밀봉하여 코팅의 성분이 산소와 반응하는 것을 막는다. 탄소 섬유 강화 SiC는 Tetraethyl Orthosilicate를 침투시키는 정기적인 유지 보수만으로 1,650℃에서 30∼40시간 사용할 수 있다.

 

○ 우리나라에서도 우주 항공기술이나 화력발전 및 핵융합 등 에너지 분야에서 내열재료가 필요하다. 특히 고온에서 산화하기 쉬운 재료를 사용할 때 산화 방지 코팅 방법의 개발이 중요하다. 선진국에서 내산화 코팅 기술을 국가적으로 개발하여 특허로 소유하고 있지만, 국내에서는 아직 자체적인 기술을 확보하지 못하고 있다. 따라서 국가적으로 적극인 개발이 필요하다고 생각한다.

 

저자

S. St. Solntsev, et al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

71(1)

잡지명

Glass and Ceramics

과학기술
표준분류

재료

페이지

23~27

분석자

김*훈

분석물

• 항공우주 산업용 고온 복합재료와 코팅기술.pdf [486,324 byte]

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