복합소재와 FRP

FRP를 묻는 질문은 일타쌍피의 문제다.

학생 중 일부는 복합소재와 FRP를 따로 알고 있다. 그래서 제대로 공부했는지 확인하는 문제로 좋은 것 중 하나가 FRP를 물어보는 것이다.

 

복합소재(composite material)는 서로 다른 재료나 물질을 인위적으로 혼합한 혼합물이다. 복합소재는 모재로 접합되거나 둘러싸여 있으며 하중을 담당하는 강화재(reinforcement)와 강화재를 접착하고 보호하는 모재(matrix)로 구성된다.

강화재의 형태

• fiber: 가는 실의 형태, 항공기에서 널리 사용
• whisker: 폭보다 길이가 긴 조각, 금속이나 세라믹에 사용
• particle: 작은 사각형 결정

모재의 형태

• 수지(resin): 가장 널리 사용
• 금속
• 세라믹

FRP는 섬유형 강화재를 에폭시 수지 등으로 접착하여 성형한 복합소재다.

FRP는 Fiber Reinforced Plastic의 약어이며, 단어 그대로 섬유 강화 플라스틱이다.

섬유형 강화재의 종류

• 유리섬유: 흰색, D-glass는 개량된 유전체 유리로 전자적 성능이 우수, 레이돔 제작에 사용한다.
• 탄소섬유: 검은색, 항공기 1차 구조물, 탄소 섬유가 알루미늄과 직접 접촉하면 이질금속간 부식을 일으키므로 탄소 섬유와 알루미늄 사이에 유리 섬유를 끼워 넣고, 알루미늄은 양극산화처리와 같은 부식 방지 처리를 한다.
• 아라미드: 노란색, 인장강도는 알루미늄합금의 4배이고, 밀도는 1/3, 충격과 마모에 강하다.
  Lightening Protection Fiber: 외부로 노출된 복합 소재가 벼락으로 손상되는 것을 방지하기 위해 전도성이 우수한 재질의 층을 삽입한다.