철보다 강하고 가벼운 신소재는 개발중일까요?
안녕하세요.
대부분의 자동차는 철강제품인데요. 외형적으로 강하다는 특징이 있는데 이 철강보다 강하고 가벼운 신소재는 개발중에 있을까요?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.
네 철보다 강하고 단단한 소재는 다양하게 개발 중입니다. 예를들면 탄소섬유와 같은 카본소재가 있을 수 있겠습니다. (흔히 천만원이상을 호가하는 카본자전거 재질)
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
실제로 많이 개발된 상태입니다.
카본 계열의 소재들이 철보다 가볍지만 강도가 높아서 많이 사용되고 있습니다. 탄소라고 하면 연필심이나 다이아몬드와 같은 걸 먼저 떠올리는데 이러한 탄소를 사용하여 만든 복합재들을 CFRP carbon fiber reinforced plastc 이라고 하며 탄서섬유 강화 플라스틱등은 자동차 뿐 아니라 우주선 등 수송산업에 널리 사용되고 있습니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.
철은 홀로 있을때 매우 약하고 연한 재료 입니다. 철에 탄소,규소,망간,황,인등을 함유 했을때 강한 재료가 됩니다. 이를 탄소강이라 합니다.
다만 무겁다는것이 단점이 됩니다.
이를 개선하기위해 철합금에 알루미늄,티타늄 등을 넣은 합금이 개발 되었습니다.
철-알루미늄 합금은 철 합금에 비하여 1.5배 강하고 15%가볍습니다.
철-티타늄 합금은 철합금에 비하여 1.5배 강하고 40%가볍습니다.
또 비금속 재료로 탄소섬유복합재가 있는데 이것은 철합금보다 10배 강하며 80%가볍습니다.
다만 이러한 재료들은 철-합금에 비하여 가격이 비싸다는 것이 문제 입니다.
알루미늄은 철보다 약 2~4배이상
티타늄과 탄소복합섬유는 40~100배 이상 비싸기 때문에 이를 해결하는 것이 관건 입니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
철보다 강하고 가벼운 신소재는 이미 다양한 분야에서 개발 중이며 대표적으로 탄소섬유 알루미늄 합금 마그네슘 합금, 티타늄 합금 등이 있습니다. 특히 탄소섬유복합재는 강도는 철보다 높고 무게는 훨씬 가벼워 항공기나 고급 자동차에 활용되고 있으며 차세대 자동차용으로는 고강도 경량화 소재인 복합 신소재와 그래핀 기반 소재까지 연구가 활발히 진행 중입니다