| 초록 |
최근 구조용 복합소재의 강화재로서 많은 각광을 받고 있는 그래핀 (graphene)은 강한 결합 형태와 안정적인 구조를 가지고 있어 수십 GPa의 강도와 1 TPa의 탄성계수 등 우수한 기계적 특성을 나타내고 있다. 또한 높은 열전도도 및 전기전도도 등의 우수한 기능성을 보이며, 특유의 2차원 형상을 기반으로 하여 내크리프성 및 내마모성 향상에 기여할 수 있다. 이러한 그래핀을 금속에 분산하여 복합소재를 제조하고자 하는 연구가 최근 활발하게 진행되고 있지만, 그래핀을 한 층씩 균일하게 분산하고 금속과 강한 계면을 형성하는 기술적인 문제가 해결되지 않고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 볼 밀 공정에 의해 그래핀과 같이 2차원의 납작한 형상으로 변형된 알루미늄 분말을 폴리비닐 (poly vinyl) 수용액에 넣고 교반하여 알루미늄 표면에 작용기를 형성시켜 친수성을 띄게 하였고, 이에 산화 그래핀 (Graphene oxide, GO)이 분산된 용액을 넣고 교반 후 건조하여 Al/GO 복합분말을 제조하였다. 이후 GO를 환원하여 Al/graphene 복합분말을 제조하고, 500 ℃에서 열간 가압하여 최종적으로 벌크형상의 복합소재를 제조하였다. 이 때, 초기 분말의 판상화 정도에 따른 비표면적 및 GO의 분산성을 관찰하였고, 또한 다양한 환원 분위기에 따른 알루미늄과 GO 사이 결합 형태의 변화를 관찰하였다. 이를 바탕으로 본 연구에서는 GO의 분산성에 따른 Al/graphene 복합재료의 기계적 및 열적 특성 변화와 알루미늄과 graphene의 계면 특성에 따른 기계적 및 전기적 특성 변화를 논의할 예정이다. |
