러시아 과학자: 탄소 나노 섬유 증가 알루미늄 복합 재료 경도

러시아 국가연구형기술대학 탄수화물 촉매와 가공실험실 연구원 이만 페레빈은"가장 엄격한 요구에 따라 두 가지 방법만이 합금의 조작 성능을 향상시킬 수 있다. 성분이 더욱 복잡한 신형 복합재료를 창조하거나 추가 코팅을 통해 완제품의 표면을 처리한다. 우리는 이 두 가지 방법을 결합시켜 마이크로미터급 산화알루미늄과 나노미터급 탄소섬유가 상호작용할 때 몇 가지 요소의 시너지 효과를 실현했다.

페레빈은 주조와 3D 프린팅된 알루미늄 샘플을 바탕으로 냉분사 도료법으로 복합 도료를 가하면 표면 성능을 높일 수 있다고 밝혔다.이 복합 코팅층의 기초는 알루미늄을 얻는 공업 원자재로 쓰이는 분말형 혼합물로 순금속 입자의 30%를 첨가한 것이다.합성 과정에서 알루미늄 알갱이는 비교적 단단한 산화물을 만났을 때 압쇄되어 그 구조의 빈틈을 채운다.이런 경질과 플라스틱 입자의 조합물은 알루미늄 부품 표면의 코팅층에 튼튼한 접착을 제공한다.또한 나노급 탄소섬유가 금속가루 입자의 공간에 침투하여 미시적인 차원의 밀도를 한층 높이고 균열과 빈틈의 수량을 크게 줄이며 코팅층의 경도와 강도를 높일 수 있다.탄소 나노섬유를 1.5% 첨가하면 코팅층의 경도가 20% 증가한다.

연구진은 또 하나의 활발한 요소가 탄소의 높은 마찰 성능인데 이는 입자 충돌 과정에서'윤활'에 의존하여 치밀하고 결함이 없는 코팅 구조를 형성하는 데 도움이 된다고 설명했다.그 밖에'자윤활'(원위윤활)에 의존하여 코팅층에 탄소를 첨가하면 마찰 성능과 내마모성을 개선할 수 있다.