초록 ▼

2단계 연구개발을 통하여 탄소나노튜브/금속 나노복합재료의 제조공정을 개발하고 안정화함으로써 기존 소재보다 우수한 성능의 나노복합재료를 제조하고 특성을 평가하였다. 2단계를 통해 확보한 연구개발 결과는 다음과 같이 요약된다.
2단계 연구개발 결과
● 탄소나노튜브/Cu 나노복합재료의 제조공정 개발
- 탄소나노튜브의 균질분산 및 금속기지와의 강한 계면 결합을 위한 분자수준 혼합 및 산화제어 공정 개발
- 스파크 플라즈마 소결 공정을 이용한 탄소나노튜브/금속 나노복합분말의 벌크화 공정 연구
- 탄소나노튜브가 균질

2단계 연구개발을 통하여 탄소나노튜브/금속 나노복합재료의 제조공정을 개발하고 안정화함으로써 기존 소재보다 우수한 성능의 나노복합재료를 제조하고 특성을 평가하였다. 2단계를 통해 확보한 연구개발 결과는 다음과 같이 요약된다.
2단계 연구개발 결과
● 탄소나노튜브/Cu 나노복합재료의 제조공정 개발
- 탄소나노튜브의 균질분산 및 금속기지와의 강한 계면 결합을 위한 분자수준 혼합 및 산화제어 공정 개발
- 스파크 플라즈마 소결 공정을 이용한 탄소나노튜브/금속 나노복합분말의 벌크화 공정 연구
- 탄소나노튜브가 균질 분산된 탄소나노튜브/금속 나노복합재료 제조
● 고강도, 고탄성 탄소나노튜브/Cu 나노복합재료 개발
- 금속기지내에 탄소나노튜브의 균질분산에 의한 강화효과 극대화
- 탄소나노튜브/Cu 나노복합재료의 인장강도는 기지재료에 비해 2.6배 증가(420MPa)
- 탄소나노튜브/Cu 나노복합재료의 탄성계수는 기지재료에 비해 1.5배 증가(120GPa)
- 탄소나노튜브/Cu 나노복합재료의 전기전도도 %IACS 67%
- 탄소나노튜브/Cu 나노복합재료의 내마모 특성 3배 증가
● 기계적 특성 예측 기술 개발
- Multi-scale modeling기법 도입 기계적 특성의 이론적 해석기법 개발
- 탄소나노튜브/금속 나노복합재료의 기계적 전기적 특성 모델링/예측 기술 개발
- 나노상 강화 나노복합재료의 변형거동 예측에 대한 원천기술 확보

Abstract ▼

Research scope and contents to achieve research objective of 2nd stage in this study are as follows.
$\bullet$ Stabilization of fabrication process of CNT/Cu nanocomposite powder
- Technology for uniform round shape of CNT/Cu nanocomposite powders
- Control of CNT volume fraction

Research scope and contents to achieve research objective of 2nd stage in this study are as follows.
$\bullet$ Stabilization of fabrication process of CNT/Cu nanocomposite powder
- Technology for uniform round shape of CNT/Cu nanocomposite powders
- Control of CNT volume fraction of CNT/Cu nanocomposite powders
- Improvement of interfacial bonding between CNT and Cu matrix
- Development of scale-up process for fabrication of CNT/Cu nanocomposite powders
$\bullet$ Development of consolidation technology and microstructure control technology of CNT/Cu nanocomposite powders
- Consolidation process for CNT/Cu
- CNT alignment technology of CNT/Cu by work process
- Improvement of interfacial bonding between CNT and Cu by working process and heat treatment
$\bullet$ Fabrication and characterization of prototypes of CNT/Cu
- Prototype for ball bearing application, prototype for connector application
- Development of working process for plate type application
- Characterization of wear property and electric conductivity
$\bullet$ Development of theoretical modeling on mechanical properties of CNT/Cu nanocomposites
- Development of multi-scale modeling based on FEM analysis
- Analysis of mechanical properties of CNT/Cu nanocomposites with alignment and volume fraction of CNTs.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...8
• CONTENTS...12
• 목차...13
• 제1장 연구개발의 개요...14
• 1절. 연구개발의 필요성...14
• 2절. 연구개발 목표...16
• 제2장 탄소나노튜브 강화 나노복합재료의 연구개발 현황...21
• 1절. 탄소나노튜브 강화 나노복합재료의 개발현황...21
• 1. 탄소나노튜브 강화 금속 나노복합재료의 해외기술현황...21
• 2. 탄소나노튜브 강화 나노복합재료의 국내기술현황...23
• 2절. 탄소나노튜브/금속 나노복합재료의 기술적 이슈...25
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과...27
• 1절. 연구수행 내용...27
• 1. 탄소나노튜브/금속 나노복합분말 제조공정 안정화/개선 연구...27
• 2. 탄소나노튜브/금속 나노복합재료 벌크화 및 가공공정 연구...30
• 3. 탄소나노튜브/금속 나노복합재료의 부품 적용을 위한 시제품 제조 및 특성평가...30
• 4. 탄소나노튜브/금속 나노복합재료의 기계적.전기적 특성 모델링/예측 기술개발...31
• 2절. 연구결과 및 고찰...40
• 1. 탄소나노튜브/Cu 나노복합분말 제조공정 개선...40
• 2. 탄소나노튜브/금속 나노복합재료의 전기적.기계적 특성 연구결과...41
• 3. 탄소나노튜브/Cu 나노복합재료의 내마모성 특성...58
• 4. 탄소나노튜브/Cu 나노복합재료의 전기적.기계적 특성 모델링...58
• 5. 탄소나노튜브/Cu 나노복합재료의 시제품 제작...59
• 제4장 연구개발 목표 달성도 및 기여도...68
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...71
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...74
• 제7장 참고문헌...75