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탄소산업소개

미래의 꿈의 소재 탄소

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미래의 꿈의 소재 탄소

탄소소재는 머리카락보다 가늘지만 철보다도 10배 강하며, 무게는 1/5 수준인 미래의 신소재입니다. 특히 탄소소재는 환경, 에너지 및 나노분야에서 각광을 받고 있으며 2005년 미국에서 선정한 10가지 21세기 향후 기술에 탄소나노튜브 및 인조 다이아몬드와 함께 탄소섬유 강화 복합 재료가 선정될 만큼 차세대 핵심소재입니다.
이러한 탄소소재의 활용분야는 무궁무진해서 작게는 자전거, 골프채, 낚시대 등에 이용되고 있으며 자동차 부품 및 선박, 항공기, 인공위성의 부품에 제작되고 있습니다. 이는 제품의 경량화 및 내구성 강화로 자동차나 항공기와 같은 경우 연비를 20~30% 이상 향상시키고 있습니다.

특성 용도(적용분야)
고강도/고탄성 철의 10배/3배 우주 항공, 스포츠 레져, 구조재료
초경량성

철의 20배

열적 치수안정성 철, 알루미늄대비 우수 우주기기, 전파망원경, 성형
내열성 고온 강도유지 우수 항공기 브레이크, 단열재
내약품성 석면, GF대비 우수 패킹, 필터
열전도도 극저온에서 낮음 저온 저장탱크(액체 헬륨, LNG 등)
전기전도성 전기전도도 우수 전극재료, 전자파 차단체
생체적합성 인체의 무해성 인공 골재, 인대

탄소의 유래

고대부터 알려져 있는 원소로 홑원소물질[單體]로서는 비결정성 탄소, 흑연(석묵), 다이아몬드의 세 가지의 동소체가 존재한다. 흑연이 알려진 것은 중세이며, 보석으로 사용되어온 다이아몬드가 탄소라는 사실은 1772년 앙투안 라부아지에(Antoine Lavoisier) 등의 실험으로 확인되었다. 다이아몬드(diamond)라는 이름은 '더 이상 굳은 것은 없다'는 것으로부터 '정복되지 않는다'는 뜻의 그리스어 adamas에서 유래하였으며, 흑연(graphite)는 오래 전부터 필기도구로 사용된 사실로부터 '쓴다'는 뜻의 그리스어 grafein에서 유래하였다. 탄소 carbon은 라틴어인 carbo(목탄)에서 유래하였으며, 그 어원은 고트어의 hauri, 그리고 연소를 뜻하는 산스크리트의 jval이라고 알려져 있다.

탄소의 특징과 종류

탄소의 다양한 구조

탄소의 강도

1㎟의 단면적의 실로 얼마까지 지탱하는가?

탄소의 응용분야 및 특성

탄소나노튜브의 특성
구분 Single Wall Multi Wall 비교
직경(nm) 1.2 ~ 3 5 ~ 100 머리카락의 1/10,000
인장강도(Gpa)

~ 45

< 50 강철의 100배
탄성율(Gpa) 5,500 400 ~ 3,700 강철의 7배
밀도(g/cc) 1.33 ~ 1.40 - 강철의 1/7배
저항(ohm · cm) 10 x 10(x -4제곱) 5 x 10(x -6제곱) 구리 전기전도도의 1,000배
전류밀도(A/㎡) ~ 10(x 9제곱) - 구리의 1,000배
전계방출개시전압(V/㎛) 0.7 ~ 2 1 ~ 5 금속팁의 1/100배
열전도(W/m · K) Max. 6,000 Max. 3,000 Diamond의 2배
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