그래파이트-스티칭 기반 고열전도 탄소/에폭시 복합재

Graphite Sheet and Pitch-Fiber Stitched High-Thermal-Conductivity Carbon/Epoxy Composites

연구 내용

그래파이트 시트 삽입과 피치계 탄소섬유 스티칭을 통해 면내·두께 방향 열전도 경로를 동시에 형성하고, 열전달과 층간 파괴를 함께 평가하는 연구

폴리머 매트릭스의 낮은 열전도 특성으로 인해 탄소섬유 강화 플라스틱의 방열 적용이 제한되는 문제를 다룹니다. PAN 기반 탄소/에폭시 복합재에 그래파이트 시트를 적층 방향으로 삽입하고, 피치계 탄소섬유를 스티칭하여 두께방향 열전달 경로를 형성하는 공정을 설계합니다. 열전도도는 비열, 밀도, 열확산도 측정 기반으로 산출하고, DCB 시험을 통해 층간 파괴 거동을 평가합니다. 또한 열원과 열전대를 이용한 동적 열전달 분석으로 효율적인 열전도 경로 형성을 확인하며, 그래파이트 삽입으로 인한 층간 약화가 스티칭 보강으로 상쇄되는 설계 논리를 제시합니다.

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연구 흐름

초기에는 PAN 기반 탄소/에폭시의 열전달 저해 요인을 정리하고, 그래파이트 시트 삽입으로 면내 열전달을 높이는 전략을 검토했습니다. 이후 스티칭 탄소섬유를 도입해 두께방향 열전도 성능을 보강하는 적층·보강 조합 공정을 확립했습니다. 다음 단계로 열확산도 기반 열전도도 측정과 DCB 시험을 통해 열 성능과 층간 파손 성능의 동시 변화를 비교했습니다. 최종적으로 열원-열전대 기반 동적 분석으로 열전도 경로 형성을 검증하고, 공정 변수와 보강 역할의 관계를 정리했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

배터리 열관리 방열 소재
고출력 전자장치 방열 부품
층간 보강형 방열 패널
면내·두께 이중 방열 구조
열 충격 완화 복합재
항공용 방열 프레임
전력 모듈 통합 복합재 하우징
고열 운용 장치의 열-기계 설계
열전도 경로 형성 공정 플랫폼
방열 성능-내구성 동시 최적화