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정영훈(Y. H. Jeong),김정화(J. H. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
탄소섬유는 강도와 탄성이 좋고, 기존 금속보다 가벼운 장점을 가지고 있어, 항공기, 자동차 및 기계공학 등 많은 분야에서 다양한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 다양하고 복잡한 형상을 가공하기 위하여 절삭하기에 어려운 단점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위하여 여러가지 가공법이 개발되고 있으며, 본 연구에서는 전기방사법을 이용하여 PAN 계 탄소섬유를 제작하였다. 전기방사법은 소재의 선택의 제한이 적고 간단한 장치구성으로 나노섬유를 제작할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 다양한 소재를 이용하여 섬유의 직경을 나노미터에서 마이크로 미터 단위로 조절할 수 있으며, 이러한 섬유의 표면도 조절하여 제작할 수 있어 이에 따른 다양한 연구가 진행되고 있다. 탄소섬유를 제작하기 위하여 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile) 고분자를 전기방사 하였으며, 0.3 ml/h 의 일정한 유량으로 미세노즐을 통해 토출시켰다. 원통형의 집적판을 일정한 저속도로 회전시켜, 균일한 두께를 가지는 나노섬유 매트를 제작할 수 있도록 하였으며, 전기방사된 PAN 나노섬유는 증기처리와 탄화처리를 이용하여 다양한 형상을 가지는 탄소섬유를 제작하였다. 각 조건에 따른 섬유의 형상 변화 및 기계적 물성치를 조절할 수 있음을 확인하였으며, 탄화시 메쉬의 형상의 특성에 따라 PAN 계 탄소섬유의 탄화 형상을 분석하였다.