복합 재료는 인공 복합 공정을 통해 뚜렷한 물리 및 화학 성질을 가진 두 개 이상의 구성 재료를 결합하여 형성된 선진 재료이다. 일반적으로, 한 재료는 수지, 금속 또는 세라믹과 같은 기체로, 다른 재료는 섬유 또는 입자와 같은 강화 상으로 역할을 한다.

복합재료의 근본적인 개념은 각각의 부족함을 보완하면서 개별 부품의 유리한 성능을 결합하는 것이다. 이러한 시너지 효과는 결과된 복합물이 원래의 재료만으로는 달성할 수 없는 뛰어난 성능을 나타낼 수 있게 한다.

복합재료의 주요 응용 영역

1. 항공 우주 산업(가장 첨단적이고 까다로운 응용 프로그램)
항공 우주 분야는 복합 재료를 대규모로 채택한 첫 번째 분야 중 하나이며, 그 중요한 가치를 보여준다.
2, 군용 항공기: 예를 들어, 미국 F-22 및 F-35 전투기는 복합재료를 통합하여 구조적 무게의 이 재료들은 날개, 기체, 꼬리와 같은 주요 하중 부품에 사용되어 크게 중량 감소, 스텔스 능력 향상, 기동성을 향상시키는 데 도움이 된다.
3, 민간 항공: 보잉 787 드림라이너와 에어버스 a350은 50%1 이상의 복합 재료를 이용합니다. 기체와 날개와 같은 핵심 부품은 탄소 섬유 복합재료로 구성됩니다. 이로 인해 중량이 크게 절감되었다(연료 소비량이 20 이상 감소), 금속 피로와 부식에 대한 저항성, 필요한 구성 요소의 총수가 줄어들었다.

교통 부문

1, 자동차 산업: 차체 부품: 복합재료는 후드, 지붕, 문, 범퍼 및 기타 차체 부품에 사용되어 가중화를 실현함으로써 연료나 전기 소비를 줄인다.

2, 구조 구성 요소: BMW i3 및 i8 시리즈는 탄소 섬유 강화 승객 객실을 이용하여 구조 완전성을 유지하면서 뛰어난 경량 설계를 달성합니다.

3, 기능 부품: 판스프링, 구동 축, 바퀴, 배터리 케이스(특히 전기 자동차에 중요)는 복합 재료의 높은 강도 무게 비율의 혜택을 받는다.

4, 궤도교통: 고속열차는 기관차 코콘과 차체 패널, 내부 패널, 좌석, 위생시설 등 부품에 복합재료를 융합한다. 이 재료들은 차량의 무게를 줄이고 에너지 소비를 줄이며 음향과 보온을 향상시키는 데 도움이 된다.

5, 조선: 소형 요트, 요트에서 대형 순찰선, 지뢰청소선에 이르기까지, 유리섬유 플라스틱(FRP)은 바닷물 부식에 저항하고, 비자성, 성형이 쉽기 때문에 조선의 주류 재료가 되었다.

신에너지 및 환경보호 분야
1, 풍력 발전: 풍력 터빈 날개는 복합 재료의 가장 성공적인 응용 중 하나를 나타냅니다. 길이 80미터 이상의 큰 날개는 주로 유리 섬유 또는 탄소 섬유 복합재료로 만들어져 있으며, 특별한 강도, 강성, 피로 내성을 필요로 한다.

2, 태양광: 태양열 패널 백시트와 지지 구조는 야외 조건에서 장기간 내구성과 내후성을 보장하기 위해 복합 재료로 종종 제작됩니다.

3, 고압 용기: 압축 천연가스(CNG)와 수소(H₂)를 저장하는 가스 실린더는 일반적으로 탄소 또는 유리 섬유로 감싸인 알루미늄 또는 폴리머 내부 라이너를 특징으로 한다. 이 설계는 가벼운 무게와 높은 강도를 결합하여 고압 가스를 안전하게 억제할 수 있습니다.

스포츠 레저 용품

이것은 일반 대중에게 가장 잘 알려진 복합재료의 응용 분야 중 하나이다. 그들의 사용은 스포츠 장비의 성능을 현저하게 향상시켰다.

라켓: 테니스와 배드민턴 라켓은 탄소 섬유 복합재료의 혜택을 받으며, 탄력성과 충격 흡수성을 제공합니다.

수상 스포츠: 서프 보드, 카약, 패들보드, 및 돛대는 경량 및 내구성 특성 때문에 일반적으로 복합 재료로 만들어집니다.

자전거: 고급 자전거 프레임은 일반적으로 탄소 섬유 복합 재료로 구성되어 최적의 경량 및 강성을 달성합니다.

건설 공사 및 인프라
1, 구조 보강: 탄소 섬유 판이나 판은 다리, 건물, 터널과 같은 콘크리트 구조물을 보강하고 수리하는 데 널리 이용됩니다. 이러한 재료는 높은 강도, 설치 용이성, 구조 치수에 미치는 영향을 최소화합니다.

2, 건축 자재: 복합 재료는 장식 패널, 천라이트, 냉각탑, 물 탱크 (예를 들어, frp 탱크), 그리고 사전 제작 욕실을 제조하는 데 사용됩니다.

3, 혁신적인 구조: 대형 건축물 지붕과 막구조의 시공은 복합재료를 자주 사용한다.

4. 전자 및 전기 응용
인쇄 회로 기판 (PCBs): 기판 재료 (예를 들어, FR-4)는 유리 섬유 천과 에폭시 수지의 복합물이며, 우수한 절연과 기계적 강도를 제공합니다.

결론적으로, 복합재료는 현대 산업의 '골격'과 '근육'으로 역할을 한다. 그 응용의 폭과 깊이는 미래의 기술 및 사회 발전의 궤적을 계속 형성할 것이다.