탄소섬유는 수지, 플라스틱, 세라믹, 유리, 금속 등 다양한 재료와 복합재료를 형성할 수 있다. 탄소 섬유 복합재는 고강도, 경량, 우수한 강성 및 우수한 피로 저항성을 특징으로 합니다. 이는 주로 경량-구조 재료 및 절제 열 방출에 사용됩니다.
탄소 섬유 강화 수지 매트릭스 복합재
탄소섬유 강화 수지 매트릭스 복합재(CFRP)는 유리섬유보다 밀도가 낮고 비강도와 비계수가 더 높습니다. 비강도는 고강도 강철 및 티타늄 합금의 5{2}}6배, 유리섬유의 2배, 비탄성률은 이들 재료의 3~4배입니다. 따라서 CFRP는 항공우주 산업의 주요 구조재로 사용됩니다. 예를 들어, 우주 왕복선의 페이로드 도어, 에일러론, 수직 꼬리날개, 주 랜딩 기어 도어 및 내부 압력 용기는 모두 CFRP를 사용하므로 우주 왕복선의 무게가 최대 2톤 감소됩니다.
탄소/탄소 복합재
탄소/탄소 복합재(C/C)는 탄소 섬유 및 그 제품(카본 펠트, 카본 천 등)으로 강화된 탄소{0} 기반 복합 재료입니다. 탄소섬유(C/C)는 단 하나의 원소-탄소-로 구성되어 있으며, 저밀도, 내마모성, 열충격 저항, 높은 열전도율, 낮은 열팽창계수 등 우수한 열적 특성 등 탄소 및 흑연 소재 특유의 장점을 갖고 있습니다. 또한 복합재료의 높은 강도와 높은 모듈러스를 나타냅니다. C/C의 또 다른 중요한 특성은 탁월한 마찰 특성입니다. C/C는 인체와의 생체적합성도 우수합니다.
탄소 섬유 강화 금속 매트릭스 복합재
탄소 섬유 강화 금속 매트릭스 복합재(CFRM)는 높은 비강도, 높은 비탄성 계수, 높은 내열성, 낮은 열팽창 계수, 높은 열 전도성 및 강한 열 변형 저항성을 비롯한 일련의 우수한 특성을 보유하고 있습니다. 탄소 섬유 강화 알루미늄은 알루미늄 합금보다 강도가 높을 뿐만 아니라 사용 온도도 상당히 높아 약 500K에서도 인장 강도의 약 90%를 유지합니다. 섬유{4}}강화 알루미늄은 탁월한 피로 강도를 보여 10회 피로 주기 후에도 피로 강도의 63%~84%를 유지합니다.
탄소 섬유 강화 세라믹 매트릭스 복합재
도자기의 치명적인 약점은 부서지기 쉽다는 것입니다. 탄소 섬유로 세라믹을 강화하면 인성이 효과적으로 향상되고 파괴 형태가 변경되며 인성이 증가합니다. 섬유는 또한 급속한 균열 전파를 방지합니다. 섬유- 강화 세라믹 매트릭스 복합재는 더 높은 강도, 향상된 기계적 및 열 충격 특성, 크게 향상된 파괴 인성을 나타냅니다. 일반 세라믹에 비해 굴곡강도는 약 5배, 파괴인성은 수백배 향상됩니다.
탄소 섬유 강화 고무 복합재
동일한 굽힘 조건에서 탄소 섬유 강화 고무 복합재는 일반 고무에 비해 훨씬 긴 수명을 나타냅니다. 고무의 열전도율은 탄소 섬유의 열전도율보다 2배 정도 낮습니다. 고무가 섬유로 강화되면 탄소 섬유는 복합재 내에서 열 전달 네트워크를 형성하여 마찰열을 분산시켜 열 특성, 특히 열 피로 저항성을 향상시킵니다.
