탄소섬유강화플라스틱이 700℃를 견딘다

KIST 이민욱 박사팀, 열차단 코팅기술 개발
금속 엔진 부품 대체하고 소방 드론, 로봇에 활용

열차단 코팅을 한 탄소섬유강화플라스틱(오른쪽)에 700℃의 화염으로 가열해도 타지 않는다. KIST 제공

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술연구원(KIST) 구조용복합소재연구센터 이민욱 박사팀이 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)을 700℃의 고온에도 견딜 수 있는 열 차폐 코팅 기술을 개발했다.

이민욱 박사는 8일 "이 기술이 화재 현장에서 사용되는 드론이나 로봇에 적용할 수 있다"고 설명했다. 이와함께 고온의 엔진에 사용되는 무거운 금속 부품을 대체해 연료의 효율을 높이는 등 탄소섬유 복합소재의 활용분야를 넓힐 것으로 전망했다.

연구진은 열 차폐 코팅을 한 탄소섬유강화플라스틱을 화염으로 가열하는 실험을 진행했다. 그결과 500~700℃로 가열해도 실제 탄소섬유강화플라스틱의 온도는 약 200℃로 유지하면서 견뎌냈다. 또한 가열 후에도 원래 강도의 90%를 유지했다.

연구진은 알루미늄 산화물 입자와 본드를 이용해 스펀지처럼 구멍이 있는 세라믹 판을 만들고, 진공수지이송성형법(VARTM)으로 탄소섬유 복합소재를 만들었다.

세라믹 판은 탄소섬유강화플라스틱으로 전해지는 열을 막아주는 역할을 한다. 특히 세라믹 판의 미세한 구멍에 액상 수지가 들어가면서 탄소섬유 복합소재와 물리적으로 연결된다.

이렇게 되면 고온에서도 탄소섬유강화플라스틱과 높은 접착력을 가질 수 있다.

이민욱 박사는 "이번 연구를 통해 고온에서 탄소섬유 복합소재를 적용할 수 있는 경제적이면서도 효과적인 방법을 제시했다는 데 큰 의미가 있다"고 전하며 "앞으로는 열 차폐 능력을 더욱 향상시켜 응용 범위를 확대할 예정"이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 '복합 부품 B: 엔지니어링(Composite part B: Engineering)'에 온라인 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자