일본산업뉴스요약

CFRP와 알루미늄 합금 접착 기술 개발
와세다대학, 나노 돌기로 단단히 접착

와세다대학 이공학술원 기간이공학부의 호소이 교수와 가와타 교수는 열가소성 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)와 알루미늄 합금의 접착 기술을 개발했다. 알루미늄의 표면에 나노 사이즈의 돌기를 만들고, 수지와 단단히 접착시킨다. 인장 실험에서는 접착계면은 떨어지지 않고, 알루미늄이 파단했다. 3~5년안에 실용화를 목표로 한다.

알루미늄 표면에 곡률 반경 55나노미터, 최대 높이 2000나노미터 정도의 돌기를 무수히 만들었다. 우선 알루미늄 한편에 양극산화 처리를 한 망의 구멍을 낸다. 거기에 인산 등으로 알루미늄 표면을 녹이면 나노사이즈의 돌기가 남는다.

열가소성 CFRP를 270도씨로 압착시키면 나노 돌기의 빈틈에 수지가 들어가 단단히 접착한다. 수지와 알루미늄을 실란 커플링제로 결합시켜 보다 강도를 향상시켰다.

폭 25mm의 실험물로 길이 12.5mm를 접착시킨 인장 실험에서는 접착계면은 떨어지지 않고 알루미늄이 파단했다. 접착 길이를 5mm로 줄여 실험한 결과 접착강도는 약 25메가파스칼이었다. 파괴면에서는 수지가 찢어진 것처럼 미세하게 서있었다. 나노 돌기가 없으면 파괴면은 평평해진다. 나노 돌기가 균열을 억제하고 피로 수명을 늘린다고 생각된다.

양극산화 처리로 알루미늄 합금의 표면이 절연성 알루미나가 되기 때문에 CFRP와 알루미늄의 전위차로 발생하는 전식을 예방한다고 생각된다. 가공 설비는 기존 알루마이트 처리 등의 장치를 전용 가능하다. 자동차의 이종복합재(멀티 머트리얼) 이용에 제안한다.

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