전기영동법에 의한 탄소나노튜브 및 탄소나노섬유 강화 탄소섬유 하이브리드 복합재료

Abstract

탄소섬유 복합재료의 전기전도도와 기계적 강도를 높이기 위하여 음극 및 양극 전기영동법을 이용하여 탄소나노튜브(MWCNT)와 탄소나노섬유(CNF)를 탄소섬유직물에 부착하였다. 양극 전기영동에서는 MWCNT와 CNF의 탄소나노 입자들만이 탄소 섬유에 부착되었으나, 음극 전기영동에서는 MWCNT와 CNF 및 나노 크기의 구리 입자가 동시에 탄소섬유직물에 부착되었고 이에 따라 부착 밀도 및 복합재료 물성의 증대라는 시너지 효과를 거둘 수 있었다. 특히 나노 크기의 탄소나노입자 및 마이크로 크기의 탄소 섬유가 혼합된 멀티스케일 복합재료의 제조를 통해 두께 방향 전기전도도의 높은 향상을 얻었다. 또한 MWCNT와 CNF를 동시에 멀티스케일 복합재료에 적용하였을 경우, 각각을 적용한 경우보다 두께 방향 전기전도도가 높게 나타났다. In order to increase the electrical conductivity and the mechanical properties of carbon fabric composites, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and carbon nanofibers (CNFs) were deposited on carbon fabrics by anodic and cathodic electrophoretic deposition (EPD) processes. In the cathodic EPD, carbon nano-particles and nano-sized Cu particles were simultaneously deposited on the carbon fabric, which gave a synergetic effect on the enhancement of properties as well as the degree of deposition. The hybridization of carbon nano-particles and micron-sized carbon fiber significantly improved the through-the-thickness electrical conductivity. In addition, both MWCNTs and CNFs were deposited onto the carbon fabric for multi-scale hybrid composites. Multi-scale deposition improved the through-the-thickness electrical conductivity, compared to the deposition of either MWCNTs or CNFs.