탄소 나노튜브는 고분자와 세라믹 복합재료의 강도를 향상시키는 것으로 잘 알려져 

있으나 금속 복합재료에 대해서는 그다지 좋은 결과가 얻어진 바 없다. 현재 연구원

들은 탄소 나노튜브가 금속 복합재료의 항복 강도(yield strength)와 경도를 향상시

킬 수 있다는 결정적인 증거를 가진 것으로 믿고 있다(Goyal et al., J. Mater. Res. 

(2006) 21, 522).

"우리의 공정은 나노 크기의 코발트와 몰리브덴 촉매입자들이 섞여 포함되어 있는, 

매우 작은 기공을 가진 철 매트릭스 위에서 직접 단일벽 탄소 튜브를 성장시켜 거의 

최종의 나노복합재료를 형성하는 것"이라고 뉴저지 피카티니(Picatinny)의 미군 개

발 엔지니어 센터의 오웬(Owen)은 말한다. 오웬과 뉴저지 기술연구원에 있는 그의 

동료들은 복합재료를 만들기 위해 일산화탄소를 기본 재료로 하여 섭씨 700도에서 

화학증착방법을 사용하였다. 부피비로 단지 2.2%의 단일벽 탄소 나노튜브를 첨가하

면 탄소 나노튜브 없이 유사하게 처리한 철 시료와 비교하였을 때 기계적 항복 강도

가 50% 향상되었다. 또한, 작업 경도계수도 ~240% 증가하였다. 

전계방출 주사 및 투과 전자 현미경으로 조사한 결과 단일벽 탄소 나노튜브가 금속 

매트릭스에 잘 분산되어 있는 것으로 나타났다. 나노튜브는 다공성 금속 구조 안에 

존재하는 기공들의 지름에 걸쳐 연결되어 있었으며, 이러한 결과는 연구원들이 나노

튜브가 금속 복합재료의 강도를 향상시킬 수 있는 이유로 설명할 수 있는 근거가 되

었다.

"이러한 향상 특성은 철 입자들을 연결하는(혹은 지지하는), 결점이 없는 순수한 나

노튜브 다리가 포함된 복합재료를 형성하기 위해서 우리가 사용한 직접적인 성장 때

문인 것으로 믿는다”고 오웬은 말한다. 성장과정을 최적화하고 철 매트릭스의 기공

을 조절함으로써 복합재료에 첨가되는 나노튜브의 양을 보다 증가시켜 기계적 강도

를 더 향상시킬 수 있다.

"우리는 주요 항공우주 회사에서 항공기 브레이크 패드용으로 사용되는 탄소-탄소 

복합재료를 제조하기 위한 공정과 유사한 화학증착 여과기술 공정을 확장할 계획이

다. 만약 경제적으로 제조할 수 있다면 탄소 나노튜브가 포함된 철 혹은 강철 나노복

합재료를 매우 많은 응용분야에 적용할 수 있을 것”이라고 오웬은 ''Materials 

Today''에 말했다.

  정보출처   Materials Today 2006년 4월호 22쪽  

  원문언어   영어 

  출판날짜   2006년 04월 04일 

  국      가   미국 

  주제분야   화공재료(고분자, 전자, 전지, 일반)(X19) 

  원본파일   http://techtrend.kisti.re.kr/down.jsp?

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