KIST(한국과학기술연구원·원장 윤석진)는 이민욱 구조용복합소재연구센터 박사팀이 열에 약한 탄소섬유 복합소재를 100~150℃ 온도에서 코팅해 500℃가 넘는 고온에서 사용할 수 있도록 하는 열 차폐 코팅 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

탄소섬유강화플라스틱 소재는 가벼우면서 강도가 높아 운송기기 및 에너지 산업 등에서 연료효율성을 높이기 위해 주목받는 소재지만, 열에 약해 250℃ 이상의 고온에서 사용할 수없어 열을 차단하는 코팅이 필요하다. 그러나 기존의 열 차폐 코팅방식은 보통 500℃이상의 고온에서 이뤄져 탄소섬유강화플라스틱에 적용이 어려웠다.

연구진은 알루미나 입자와 본드를 이용해 스펀지처럼 구멍이 있는 세라믹판을 만들고 탄소섬유 복합소재를 제작했다. 연구진에 따르면 세라믹판은 탄소섬유강화플라스틱으로 전해지는 열을 막아준다. 특히 미세한 구멍에 액상수지가 들어가면서 탄소섬유 복합소재와 물리적으로 연결돼 고온에서도 탄소섬유강화플라스틱과 높은 접착력을 가질 수 있다.

연구진은 샘플을 만들어 500~700℃의 화염에 가열한 결과 플라스틱 온도가 약 200℃로 유지하며, 가열된 후에도 원래 강도의 90%를 유지하는 것도 확인했다.

이민욱 박사는 "이번 연구를 통해 고온에서 탄소섬유 복합소재를 적용할 수 있는 경제적이면서도 효과적인 방법을 제시했다는 데 큰 의미가 있다"며 "앞으로는 열 차폐 능력을 더욱 향상시켜 응용 범위를 확대할 예정"이라고 말했다.

연구 결과는 'Composite part B: Engineering'에 게재됐다.