이중금속촉매를 이용한 탄소나노튜브 그라프트 탄소섬유의 저온제조 공정과 복합재료의 제조

Abstract

본 논문은 탄소나노튜브(carbon nanotube)의 탄소섬유 상의 직접적인 성장을 통해 탄소섬유의 표면적을 늘려 복합재료의 기저와의 계면전단강력(interfacial shear strength)을 증가시키는 나노-마이크로 멀티스케일의 탄소나노튜브 그라프트 탄소섬유(carbon nanotubes-grafted carbon fiber)를 탄소섬유의 기계적 물성의 손상 없이 제조하고, 이의 복합재를 만들어 그 그 기계적 성질 향상효과에 대해 연구한 논문으로 다음과 같은 내용을 포함하였다. 먼저 탄소섬유의 기계적 물성의 저하가 없는 탄소나노튜브 성장 공정을 위해 이중금속촉매를 이용하여 탄소나노튜브를 성장시키는 화학기상증착(chemical vapor deposition)공정의 온도를 낮추는데 성공하였으며 저온 공정이 탄소나노튜브 그라프트 탄소섬유의 기계적 물성에 끼치는 효과를 고온 공정에 의해 제조된 탄소나노튜브 그라프트 탄소섬유와 저온 공정에 의해 제조된 탄소나노튜브 그라프트 탄소섬유의 기계적 물성, 내부구조 등의 비교를 통해 확인하였다. 이후 탄소섬유 직물을 이용해 탄소나노튜브 그라프트 탄소섬유의 복합재를 제조, 평가를 통해 일반 탄소섬유 복합재료의 기계적 물성과 비교하여 증가한 계면전단강력의 효과를 확인하고, 평가된 시편의 파단면을 비교하여 복합재료의 강화 메커니즘을 확인하였다.