CNT-Mg 복합재료의 제조와 기계적 성질에 영향을 주는 CNT의 효과

전문가 제언

차량 및 우주·항공산업에 고강도 경량 구조재료의 수요증가에 따라 Mg합금에 강화제인 SiC, Al2O3, Ti 및 탄소나노튜브(CNTs) 등을 첨가한 복합재료 개발이 활성화되고 있다. 이 여러 강화제 중에서 가장 높은 강도를 갖는 CNTs가 가장 큰 관심을 끌고 있다. 그러나 문제는 CNTs를 기지금속에 얼마나 균일하게 분산시키나 하는 것이다. 기지금속 내에 CNTs의 균일분산을 위한 여러 가지 노력이 수행되었으나 아직도 실용성 있는 균일 분산 방안은 알려지지 않고 있다.

 

○ 최근 주방 상태 AZ31합금에 강화제인 CNT를 균일 분산시키기 위한 연구결과가 보고되었다. 즉, 금속Mg분말에 CNTs를 습식코팅 후 괴상으로 압축한 것을 압출한다. 이 압출재를 AZ31합금의 용탕에 투입한 후 주조된 CNT/Mg나노복합재료를 압출한다. 이렇게 제조된 CNT/Mg나노복합재료의 항복강도와 연신율이 각각 270MPa와 22.7%로 AZ31합금의 특성보다 월등히 우수하여 이 방법이 CNTs를 금속나노복합재료 기지에 균일하게 분산 시키는 방법중 하나로 소개되고 있다.

 

○ 또한 고가의 CNT대신, 평균 직경 5~10μm의 20~40개 그레핀 판으로 구성된 그레핀 나노판상(Graphene nanoplatelets, GNPs)은. 부피에 비하여 표면적이 매우 넓으며 CNTs와 비교하여 저렴하다. GNPs로 고분자 복합재료를 강화시킨 연구가 있고 또한 Mg-6Zn합금을 GNPs로 강화시킨 연구 보고도 최근 발표되고 있다.

 

○ 본 연구에서는 순도99,9%의 ~150 μm Mg분말을 1 wt% CNT를 함유한 이소프로필 알코홀로 코팅, 무수 에타놀로 세척, 건조 후 플라스마소결된 분말을 봉상의 빌릿으로 제조하는 순서로 처리한다. 이 빌릿을 압출하여 제조된 CNT/Mg복합재료는 CNT가 분쇄됨이 업이 Mg분말 표면에 균일하게 분포되어 있음을 확인하였다.

 

○ 이 연구는 경량고강도 구조용 Mg복합재료 개발을 위한 중요한 결과로 중국에서 최근 활성화되고 있다. 국내에서는 고분자재료기지에 CNT를 첨가한 연구를 KIST완주분원에서 하고 있으나 금속에 적용사례는 아직 보고된 것이 없다. 국내연구의 활성화가 필요하다.

저자

G.Q. Han, J.H. Shen, X.X. Ye, B. Chen, H. Imai, K. Kondoh, W.B. Du

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

181()

잡지명

Materials Letters

과학기술
표준분류

재료

페이지

300~304

분석자

남*우

분석물

• CNT-Mg 복합재료의 제조와 기계적 성질에 영향을 주는 CNT의 효과.pdf [485,827 byte]

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