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복합재료의 특징과 종류와

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by

태관 김

on 18 May 2016

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Transcript of 복합재료의 특징과 종류와

복합재료의 특징과 종류와
항공기에 적용 되는 사례

복합 재료란?
정의:
- 성분이나 형태가 다른 두 종류 이상의 소재가 혼합되어 구성된 재료(두 종류 이상의 재료가 미시적으로 조합되어 거시적으로 균질성을 갖는 합금들은 복합재료라 하지 않음)


구성:
- 복합재료의 구성요소로는 섬유, 입자, 층, 모재 등이 있으며, 이러한 요소들로 구성된 복합재료는 일반적으로 층상 복합재료, 입자강화 복합재료, 섬유강화 복합재료 등으로 구분 할 수 있다.

- 복합재료는 하중을 주로 담당하는 고체형태인 강화재와 이들을 결합시키는 액체 형태인 모재로 구성된다.
입자강화 복합재료
복합재료의 장점
무게 당 강도비율이 높다.

복잡한 형태나 공기역학적인 곡선형태의 제작이 가능하다.

일부의 부품과 스패너를 사용하지 않아도 되어 제작이 단순하고 비용이 절감된다.

유연성이 크고 진동에 강해 피로응력 문제를 제거한다.

부식이 되지 않고 마모가 줄어든다.
조원
노진서 201616513
신성한 201616522
김태관 201616511
김준혁 201616510
박상빈 201616516
손 혁 201616521


입자 강화 복합 재료
는 다시 큰 입자로 구성된 것(과립 복합재료) 과 입자가 분산상으로써 작용하는 것(분산 복합재료) 두 가지가 있다.

과립 복합 재료
- 예) 콘크리트
매우 얇고 부착력이 강한 알루미늄 코팅을 매우 미세한 알루미늄 판산형 분말에 형성시킨 후 이것을 소결하여 알루미늄 기지 내에 분산시키는 것.
섬유 강화 복합재료

강화재로서 섬유를 이용한 복합재료
를 말한다.

기지의 종류에 의해 섬유강화 플라스틱(FRP), 섬유강화 금속(FRM), 섬유강화 세라믹(FRC), 섬유강화 콘크리트(FRC) 등으로 분류된다.

섬유강화 플라스틱(FRP)
섬유강화 세라믹(FRC)
섬유강화 콘크리트(FRC)
구조 복합 재료

구조 복합재료
는 복합재료와 순수한 재료를 구조적으로 결합한 것이다. 래미나(laminar) 복합재료와 샌드위치 패널(sandwich panel)이 대표적인 구조 복합재료이다.
샌드위치패널: 강도 높은 두개의 외피와 강성도, 강도가 낮은 중간층으로 구성

외피기능: 이들 면과 평행인 방향의 하중부담

외피 재질: Al합금, 섬유강화플라스틱, 티탄, 철강, 베니어판

중간층기능: 외피면 수직방향의 변형에 대한 저항성, 전단강성증가, 양외피면재질분리

중간층 재질: 폴리머, 인조고무, 무기질시멘트

용도: 지붕, 바닥, 빌딩의 벽체, 비행기의날개, 동체, 꼬리

항공기에서의 적용 사례
군용기
많은 군용 헬리콥터와 항공기가 복합소재 구성품을 사용한다. 보론은 값이 비싸고 작업시 위험하다. 보론이 사용된 군용기는 F-15, F-14, B-1B 등이 있다. 카본/그래파이트와 에폭시가 사용된 군용기는 AV-8B/Harrier, B-2/Stealth Bomber, V-22 Osprey 등이 있다.


강화재와 모재
강화재란 복합재료의 역학적 특성을 주로 분담하거나 또는 역학적성질을 향상 시키기 위한 재료이다. 섬유복합 강화재에서의 섬유, 입자강화 복합재료를 사용한다.
항공기에서의 적용 사례
민간항공기
① 보잉
보잉은 과거에 주로 보조날개, 방향타, 승강키와 스포일러 등에 복합소재를 사용했다. 종류로는 B747-400, BOEING 777 등이 있다.

② 에어버스
에어버스 300, 310과 320은 B갸샤노 Aerospace와 Aerospatiale의 합작으로 만들어졌다. 조종면과 다른 구성품에 많은 양의 노맥스, 그래파이트 그리고 케블러 등이 사용되었다.
AV-8B/harrier
B-1B
V-22 osprey
F-14
B-2 /Stealth
F-15
Airbus 320
Boeing 777
모재는 주요한 재료를 뜻한다.
분산 복합 재료
- 예) 알루미늄 분말 소결체 (SAP)
감사합니다.
제작 : 김태관
자료 수집 : 김준혁, 박상빈, 손 혁
발표자 : 신성한, 노진서
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