소재강국 실현을 위한 FRONTIER. 재료 전문 종합연구기관.

복합재료연구본부

복합재료연구본부

실장 이상복

연구실 소개

복합재료 맞춤형 기능소재, 나노/마이크로 하이브리드화 및 고성능/다기능 복합재료 기술을 통하여 미래 융합 신산업 창출 및 4차산업 대응 기능융합 복합소재 개발을 목표로, 현재 전자파 흡수/차폐 복합소재 기술, 고성능/다기능 금속복합소재 기술, 초고온 탄소/탄소 및 내열 복합소재 기술, 에너지 저장 스마트 복합재료 기술, 데이터/인공지능 기반 기능복합재료 설계/해석 기술 등 구조/기능성 복합소재의 원천 및 응용기술 개발연구를 진행하고 있음

055-280-3318

주요 실적

SCI급 논문 14건, 비SCI급 논문 4건, 국내특허 5건 출원/등록
‘나노섬유 복합소재 기술 개발 ’ KIST 수탁과제 (4U사업) 신규과제 선정
복합소재 분야 기술 교류회 1건 및 기술 지원 24건
제6회 복합재료연구본부 워크샵 “Composites : Technology to Industry“ 개최(2017/12/12)

주요 연구분야

나노/마이크로 강화 소재합성 및 기능화 연구
기능성 수지 및 고성능 섬유/텍스타일 기술
다기능 복합재료 기술(전자파차폐/흡수, 스텔스, 전도성, 고방열/열차폐, 방탄/에너지흡수, 열안정성, 중성자차폐/흡수 등)
고성능 금속복합재료 성형 및 응용기술
극한환경/임계성능 복합재료 기술(고온구조, 내열, 내산화/내식)
에너지 및 스마트 복합재료 기술
데이터/인공지능 기반 기능복합재료 설계/해석 기술

향후 연구계획

  • 전자기특성DB 기반 전자파 흡수소재 설계 및 지능형 공정기술 개발
  • 스텔스 전투기용 레이더흡수소재(RAM) 및 탄소복합재 일체화 성형공정 개발
  • 사용후핵연료 수송/저장용 중성자 차폐 알루미늄 복합소재 개발
  • 4차산업혁명 대응 금속복합소재 3D 프린팅 기술 개발
  • 우주환경 대응 고강도/방사선대응 나노섬유 및 복합소재 기술 개발
  • 에너지 저장 고분자 전해질 및 고강도/유연 전극소재 기술 개발

연구개발 추진실적

고성능/다기능 금속복합재료 개발

[과제 소개]

  • 특성설계, 나노 복합화, 계면제어 및 저압의 액상가압공정을 이용하여 나노/마이크로 크기의 입자를 첨가하여 우수한 구조적 물성(강도/강성) 및 기능성(전도성, 열안정성, 내산화성)을 가지는 경량 금속복합재료 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • SiC타일 삽입 알루미늄 금속복합소재 방탄 모듈 개발 (RHA대비 방탄효율 최대27% 향상)
  • 고온구조용 Fe금속복합소재 개발 (내산화특성: 0.2mg/cm2이하@700oC, 50h)
  • 용탕교반 및 액상가압공정 기반 중성자 흡수 B4C-Al 복합소재 개발
  • 고전도, 저온도저항계수 CNT-Cu 복합소재 개발 (95% IACS, TCR: 1451ppm/k)
  • SCI급 논문 6건 게재, 국내 특허 5건 등록/출원
SiC타입 삽입 AI 복합소재 방탄모듈
고온 구조용 TiC-Fe 복합소재
B4-AI 중성자 흡수 복합소재

에너지 저장 스마트 복합소재 개발

[과제 소개]

  • 이종 이상의 물질 간 미세 네트워크 구조 제어를 통한 구조 성능 및 에너지 저장 성능의 동시 구현이 가능한 미래 자동차/무인 운송수단 용 복합소재 및 제조 기술 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 매트릭스 수지/전해질 중합 및 무기필러를 통한 물성 향상 기술
     - 에너지 저장/구조 물성 동시 구현 매트릭스 전해질 수지 제조공정 확보(이온전도도: >10-3 S/cm @ 25 ℃, 탄성계수: >800 MPa @ 25 ℃)
  • 하이브리드 전해질 수지를 활용한 슈퍼커패시터 제조 (42 F/g)
  • SCI급 논문 2건 게재
Energy Storage Structural Composites Concept
Development of Supercapacitor Based on Energy Storage Structural Electrolyte
Multi-Functionality Plot

전자파 차폐/흡수 복합소재 개발

[과제 소개]

  • 탄소/무기물소재에 자성금속을 코팅한 기능성소재 개발 및 이를 활용하여 ~ GHz 고주파 대역에서의 전자파 문제(전자파간섭, 스텔스)를 해결하는 극박 경량-광대역 전자파 차폐/흡수 복합소재 개발

[기술개발 내용 및 특징, 성과]

  • 세계최초 Fe계 자성금속 코팅 유리/탄소섬유 및 직물개발 (차폐능 100 dB @ 0.5 mm)
  • 고가 촉매 없이 그래핀 표면 자성금속 코팅 및 전자파 차폐/흡수소재 개발
  • 탄소섬유 프리프레그와 일체성형이 가능한 우수한 계면결합력의 프리프레그형 레이더 흡수 복합소재 제조 기술 개발 (층간계면강도 > 35MPa)
  • SCI급 논문 2건 게재, 국내 특허 1건 등록/출원
자성코팅 유리/탄소섬유 및 직물
촉매-프리 그래핀-자성입자 복합체 및 전자파 흡수 성능
RAM/CFRP 일체형 복합체 및 우수한 계면결합력

연구개발 성공사례

Fe계 자성금속 유리/탄소섬유 연속 도금기술 개발

[과제 정보]

  • 연구책임자 : 이상복, 이상관
  • 전화 : 055)280-3318, 3314
  • E-mail : 이메일 확인, 이메일 확인
  • 연구기간/비용 : 2013년11월01일~2017년12월31일/ 단위 1,000,000천원
  • 참여기관 : 신일화학공업, 영남대학교

[기술의 핵심]

  • 유리 및 탄소섬유 표면에 Fe계의 자성금속을 코팅하는 연속 공정 및 도금 장치를 개발하고, 이를 통한 기능성(전도성/자성)이 강화된 고강도의 복합소재용 강화제 제조기술 확보

[기술 개발 내용 및 특징]

  • 전자파 차폐/흡수용 Fe계 자성금속의 도금 공정 개발
  • 연속 유리/탄소섬유 기반의 연속 코팅 공정 개발 및 시제품 규모의 도금 장치 개발
  • 연속코팅된 유리/탄소섬유를 적용하여 80 dB 이상 차폐능을 가지는 복합재 제조기술 확보
연속 도금 공정도/장치 및 코팅된 연속 섬유

[상용화 실적 및 산재권/논문실적]

  • 국내특허 등록 : 5건(10-1582659외 4건)
  • 국내외 학술회의 발표 : 5건
  • 기술이전 : 5,000만원

[기술효과 및 활용분야]

  • 기능성(전도성/자성)이 부가된 강화제 개발을 통한 기존 복합소재의 응용분야 확대
  • 자성금속 코팅을 통하여 자동차/항공우주 등의 수송산업 및 ICT 분야의 전자파 문제 해결 가능