탄소섬유 복합재료는 기계적 성질이 우수하며, 2000℃ 이상의 고온 불활성 환경에서도 강도가 저하되지 않는 유일한 소재입니다.탄소섬유 복합재료는 고성능 소재로서 경량, 고강도, 고탄성률, 내피로성 등의 특성을 갖고 있습니다.고급의료, 항공우주, 산업, 자동차 등 다양한 분야에 적용되어 왔습니다. 차체, 도어, 실내장식 등 탄소섬유복합재료를 볼 수 있습니다.
자동차 경량화는 자동차산업의 핵심기술이자 중요한 발전방향이다.탄소 섬유 복합 재료는 경량화 요구를 충족할 수 있을 뿐만 아니라 차량 안전 측면에서도 일정한 이점을 가지고 있습니다.현재 탄소 섬유 복합 재료는 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 엔지니어링 플라스틱 및 유리 섬유 복합 재료에 이어 자동차 산업에서 더욱 인기 있고 유망한 경량 소재가 되었습니다.
1. 브레이크 패드
탄소섬유는 환경보호와 내마모성 때문에 브레이크 패드에도 사용되지만, 탄소섬유 복합재료를 함유한 제품은 매우 고가이기 때문에 현재 이런 종류의 브레이크 패드는 주로 고급 자동차에 사용되고 있다.탄소 섬유 브레이크 디스크는 F1 경주용 자동차와 같은 경주용 자동차에 널리 사용됩니다.50m 이내에서는 자동차의 속도를 300km/h에서 50km/h로 줄일 수 있다.이때 브레이크 디스크의 온도는 900°C 이상으로 올라가며, 많은 양의 열에너지를 흡수하여 브레이크 디스크가 빨간색으로 변하게 됩니다.탄소 섬유 브레이크 디스크는 2500°C의 고온을 견딜 수 있으며 제동 안정성이 뛰어납니다.
탄소섬유 브레이크 디스크는 우수한 감속 성능을 갖고 있지만 현재 양산차에는 탄소섬유 브레이크 디스크를 사용하는 것이 실용적이지 않습니다. 탄소섬유 브레이크 디스크의 성능은 온도가 800℃ 이상에 도달해야 얻을 수 있기 때문입니다.즉, 자동차의 제동 장치는 수 킬로미터를 주행한 후에야 최상의 작동 상태에 들어갈 수 있으며, 이는 단거리만 주행하는 대부분의 차량에는 적합하지 않습니다.
2. 본체 및 섀시
탄소섬유 강화 고분자 매트릭스 복합재는 충분한 강도와 강성을 갖고 있어 자동차 차체, 섀시 등 주요 구조 부품의 경량 소재 제작에 적합하다.
국내 연구실에서도 탄소섬유 복합재료의 경량화 효과에 대한 연구를 진행한 바 있다.그 결과, 탄소섬유 강화 고분자 소재 본체의 무게는 180kg에 불과한 반면, 스틸 본체의 무게는 371kg으로 약 50% 정도 무게가 감소한 것으로 나타났다.그리고 생산량이 20,000대 미만인 경우 RTM을 사용하여 복합 차체를 생산하는 비용은 강철 차체보다 낮습니다.
3. 허브
독일의 휠 허브 제조 전문기업 WHEELSANDMORE가 출시한 "Megalight—Forged—Series" 휠 허브 시리즈는 투피스 디자인을 채택했습니다.외부 링은 탄소 섬유 소재로 만들어졌으며 내부 허브는 스테인레스 스틸 나사로 경량 합금으로 만들어졌습니다.바퀴는 약 45% 더 가벼워질 수 있습니다.20인치 휠을 예로 들면, Megalight-Forged-시리즈 림의 무게는 6kg에 불과해 같은 크기의 일반 휠 무게 18kg에 비해 훨씬 가볍지만 탄소섬유 휠은 자동차 가격이 매우 비싸며, 20인치 탄소섬유 휠 세트의 가격은 약 200,000위안이며, 현재는 일부 상위 자동차에만 적용됩니다.
4. 배터리 상자
탄소섬유복합재료를 사용한 배터리박스는 이러한 요구사항을 충족하는 조건에서 압력용기의 경량화를 실현할 수 있다.친환경 자동차의 발달로 탄소섬유 소재를 사용해 수소를 연료로 하는 연료전지 자동차용 배터리 박스를 만드는 것이 시장에서 받아들여지고 있다.일본 에너지청 연료전지 세미나 정보에 따르면, 2020년 일본에서는 500만 대의 차량이 연료전지를 사용할 것으로 추정됩니다.
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게시 시간: 2023년 4월 19일