탄소 금속소재 경량화 R&D 전략 (CFRP/나노/경량철강/비철/희토류 | 양장본 Hardcover)

탄소 금속소재 경량화 R&D 전략 (CFRP/나노/경량철강/비철/희토류 | 양장본 Hardcover)

$380.00
Description
탄소소재 산업은 탄소섬유·인조흑연·활성탄소·카본블랙·탄소나노튜브(CNT)·그래핀탄소 원료로 우수 물성 소재를 생산하고 수요산업에 적용한다. 기존에도 탄소소재의 고강도·경량화 특성이 주목받았지만 최근 수소·전기차량용 연료전지나 수소 저장용기, 이차전지를 비롯해 풍력 블레이드 등 친환경 부품을 만드는 재료로 각광 받으며, 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 예상된다. 탄소산업진흥원은 2030년에는 국내에서만 약 32만2000톤의 탄소소재 수요가 발생해 연평균 약 33%의 성장률을 보일 것으로 전망하였다. 전 세계적으로 탄소중립의 이행이라는 숙제를 해결하는데 모든 산업과 기술의 역량이 집중될 것으로 보이는 가운데, 탄소소재는 소재에서 제품 및 부품, 재활용 등으로 이어지는 전 주기적 관점에서 효율성이 뛰어나기 때문에 앞으로 더욱 활용 가치가 높아질 것으로 전망된다.

국제에너지기구(IEA)는 2050년 탄소중립 목표를 실현하기 위해 희소금속 수요가 현재의 6배 수준이 될 것으로 전망했다. 탄소중립 달성 과정에서 창출될 신산업과 청정에너지 시스템으로의 전환에도 희소금속은 필수적이다. 자동차 경량화 합금 소재인 마그네슘이나 전기차와 풍력발전 모터 속 영구자석에 쓰이는 네오디뮴 등만 해도 소량이지만 없으면 제품 생산이 불가능하다. 그러나 필수적인 광물이 특정 국가에 편중돼 있고 가공의 대부분을 중국이 주도하는 환경에서, 우리나라는 주요 희소금속 수입의존도가 95%에 달하고 제조업 중심의 산업구조를 갖고 있어 수급불안 리스크가 클 수밖에 없다. 이에 폐자원 재활용 정책의 확대·시행과 폐기물을 최소화하는 순환 경제체제를 도모해야 하는 관련 분야의 연구개발(R&D)이 시급한 실정이다.

이에 본원 R&D정보센터에서는 친환경 산업화를 이끄는 핵심 소재 기술개발과 핵심 광물의 확보, 순환을 통해 미래 성장 동력을 가속화 하는데 도움이 되고자 관련 기관들의 분석 정보자료를 토대로 「탄소·금속소재 경량화 R&D 전략-CFRP/나노/경량철강/비철/희토류」를 발간하였다. 1편에서는 종류별 탄소 소재와 공정기술 개발현황을 수록하였으며, 2편에서는 경량소재 개발 동향과 분야별 적용사례를, 3편에서는 철강/비철금속/희소금속 분야별로 소재개발과 재활용 기술 동향을 다루었다. 본서가 학계ㆍ연구기관 및 관련 산업 분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.


2022. 02.
저자

R&D정보센터

목차

제Ⅰ편탄소소재기술·산업분석
제1장고성능탄소섬유소재주요동향과로드맵
1.탄소소재융·복합기술종합발전계획
1)수립배경
(1)대외적충격에따른산업여건변화
(2)국내트랙레코드부재
(3)탄소산업가치사슬미완성
2)탄소소재융·복합산업
(1)개념
(2)탄소소재융·복합산업동향및전망
가.글로벌산업규모전망
나.성장및제한요인
다.주요국별탄소융·복합산업동향
라.국가별탄소소재기술수준
(3)소재·부품·장비경쟁력강화측면의중요성
가.그간의탄소분야소부장정책지원
나.소재산업의중요성및특성
다.탄소산업의잠재력및육성방향
3)정책시사점및추진방향
(1)정책시사점
가.탄소소재융·복합산업의자체경쟁력강화지원
나.핵심수요산업의전략적지원
(2)탄소소재융·복합산업육성추진방향
가.5대핵심수요산업
나.탄소소재융·복합산업육성추진방향
4)탄소소재융·복합핵심기술선정결과및R&D로드맵
(1)모빌리티분야
가.소재(구조재등)
나.자동차(PAV포함)
다.항공(드론포함)
라.철도차량(하이퍼루프포함)
마.기타모빌리티
(2)에너지·환경분야
가.소재(구조재등)
나.에너지저장(이차전지/연료전지/슈퍼커패시터)
다.전기변환(풍력/광전/압전/열전)
라.미세먼지/수처리
마.기타극한환경
(3)라이프케어분야
가.의료기기
나.스포츠레져
다.디스플레이
라.전자제품
(4)방산·우주·항공분야
가.소재
나.우주
다.방위
(5)건설분야
가.토목
나.건축
2.산업용섬유산업현황과전망
1)산업용섬유
(1)산업용섬유정의와특징
(2)산업용섬유수요구조변화전망
2)고성능섬유수요구조변화전망
(1)탄소섬유
가.항공·우주·국방산업
나.자동차산업
다.풍력발전산업
라.스포츠·레저산업
마.전기·전자산업
바.토목건설산업
사.압력용기및파이프산업
아.해양산업
(2)파라아라미드섬유
3.고성능탄소섬유소재산업주요동향
1)탄소섬유의종류
(1)PAN계탄소섬유
(2)Rayon계탄소섬유
(3)Pitch계탄소섬유
2)주요국육성정책
(1)중국
(2)미국
(3)독일
(4)일본
(5)한국
3)탄소섬유시장현황
(1)국내시장현황
(2)세계시장현황
4)탄소섬유주요기업동향
(1)국내
가.효성첨단소재
나.태광산업
다.SK케미칼
라.한국카본
(2)해외
가.Toray
나.SGL그룹
다.MitsubishiChemicalCorporation
라.TohoTenax
마.Hexcel
바.중국탄소섬유제조업체
5)탄소섬유기술개발동향
(1)기술개발이슈
가.복잡한제조공정
나.제조비용절감
다.물성향상을위한연구
(2)저가탄소섬유기술개발동향
(3)고성능탄소섬유기술개발동향
6)탄소섬유특허동향
(1)연도별출원동향
(2)국가별출원현황
(3)주요출원인분석
4.탄소섬유강화복합소재(CFRP)의친환경재활용기술
1)열분해방법
2)유동상식소각분해법
3)Alcoholysis반응을이용한화학적분해방법
4)과산화수소를이용한화학적분해방법
5)물을이용한화학적분해방법

제2장탄소나노소재연구동향과탄소섬유공정기술동향
1.탄소나노소재연구개발동향과응용
1)탄소나노소재의합성기술
(1)개요
(2)탄소나노소재의합성기술
가.전기방전법(Arc-dischargeMethod)
나.레이저증착법(LaserVaporizationMethod)
다.플라즈마화학기상증착법(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition)
라.촉매화학기상증착법(CatalyticChemicalVaporDeposition)
마.열화학기상증착법(ThermalChemicalVaporDeposition)
바.기상합성법(Vaporphasegrowth)
사.화학기상증착법(ChemicalVaporphasegrowth)
2)에폭시/단일벽탄소나노튜브복합체개발연구
(1)연구배경
(2)실험
가.준비재료
나.에폭시/SWCNT복합체의준비
다.복합체의분석
(3)결과및고찰
가.에폭시복합재료의제조및특성확인
나.에폭시복합재료의열전도특성
다.결론
3)탄소나노튜브기반의유연열전소재와유연열전소자연구동향
(1)연구배경
(2)단일벽탄소나노튜브기반의열전소재와열전소자
가.열전소재로서단일벽탄소나노튜브의특징
나.탄소나노튜브필름을적용한유연열전소자
다.탄소나노튜브파이버를적용한유연열전소자
라.탄소나노튜브도우를적용한형태가변형열전소자
마.탄소나노튜브/무기소재하이브리드열전소재를적용한유연열전소자
(3)결론
4)나노탄소물질함유하는알루미늄기지복합소재개발연구
(1)연구배경
(2)실험방법
(3)실험결과및고찰
(4)결론
5)고분자기반탄소나노소재복합체를이용한열전도성점착제연구개발
(1)연구배경
(2)실험방법
(3)결과및고찰
(4)결론
2.그래핀(나노소재)연구개발동향과응용
1)첨단신소재그래핀
(1)2020년중점이슈
가.대량·연속생산기술개발을통한그래핀원소재의본격적인상용화
나.그래핀소재응용분야에투자및기술협약확대
(2)국내외기술개발기업동향
가.원소재
나.측정,품질관리
다.그래핀응용제품
(3)주요국정책및제도
2)계면제어를통한2차원그래핀성장의최근연구동향
(1)화학기상증착법을이용한그래핀의성장메커니즘
(2)계면제어를통한직성장
가.금속산화물(Metaloxides)
나.유연기판(Flexiblesubstrates)
다.반도체소재(Semiconductors)
(3)결론
3)그래핀의습윤성및제어기술
(1)그래핀의습윤성(wettabilityofgraphene)
(2)그래핀습윤성제어기술
가.표면구조(surfacetopography)를활용한제어
나.화학적기능화(chemicalfunctionalization)를활용한제어
4)전자패키징기술분야에서의그래핀응용연구
(1)무연솔더분야로의응용
(2)기판과배선표면처리분야로의응용
(3)전자접착제분야로의응용
5)고분자/그래핀복합재료의센서응용연구
(1)연구배경
(2)실험
가.재료
나.센서기판제조
다.센서매체도입및센서제작
라.분석및측정
(3)결과및고찰
(4)결론
3.탄소나노튜브시장동향및전망
1)탄소나노튜브기술개요
2)시장현황
3)기업동향
(1)OCSiAlLlc
(2)NanocylSA
(3)CnanoTechnologyLimited
4)세부기술별시장규모및전망
4.탄소섬유공정기술연구개발
1)탄소섬유복합재료의고속액상성형공정기술
(1)연구배경
(2)탄소섬유복합재료고속액상성형공정
(3)프리포밍공정
(4)수지함침공정
(5)결론
2)진공백핫프레스성형공정을이용한탄소섬유복합재료공정
(1)연구배경
(2)탄소섬유복합재료의제작및시험방법
가.재료
나.진공백핫프레스성형
다.오토클레이브성형
라.핫프레스성형
마.성형사이클
바.물성및미세구조분석
(3)결과및고찰
가.성형공정별탄소섬유복합재료의물성
나.복합재료미세구조분석
다.복합재료섬유체적율
(4)결론
3)플라즈마처리방법을이용한PAN전구체특성연구
(1)연구배경
(2)실험
가.원료와PAN전구체안정화/탄화공정
나.특성분석
(3)결과및고찰
가.안정화섬유와탄화섬유의모폴로지
나.안정화섬유와탄화섬유의구조적특성
다.안정화후열적특성및탄화수율
라.안정화/탄화후물리적특성변화연구
(4)결론

제3장CFRP연구동향과탄소소재응용기술현황
1.탄소섬유강화플라스틱(CFRP)연구개발동향과응용
1)글로벌시장동향
2)국내기업및기술개발동향
3)탄소섬유강화고분자복합재료연구개발동향
(1)연구배경
(2)탄소섬유보강재
(3)고분자수지기지재
(4)제조공정
4)탄소복합재접착공정을위한CFRP의레이저표면처리기법연구
(1)사전연구
(2)재료및표면처리방법
(3)CFRP/CFRP단일조인트접착강도시험결과및고찰
(4)결론
5)탄소섬유강화복합소재의특성에대한질화붕소첨가제의효과연구
(1)연구배경
(2)실험
가.복합재료의제조
나.물성시험
(3)실험결과및고찰
가.기계적물성변화
나.열전도도
다.전기전도도
라.BCP의단면관찰
(4)결론
6)열가소성탄소섬유강화플라스틱의전도특성연구
(1)연구배경
(2)실험
가.재료
나.복합재료제조
다.분석
(3)결과및고찰
(4)결론
2.에너지/친환경분야탄소소재적용기술개발동향
1)연료전지분야연구개발동향
(1)연료전지구성요소에사용되는탄소재료
가.배경
나.연료전지에사용되는탄소
A)Carbonblack(CB)
B)ActivatedCarbon(AC)
C)Carbonnanotube(CNT)
D)Carbonfiber(CF)
다.탄소재료가사용되는PEMFC구성요소
A)양극판(Bipolarplate,BP)
B)가스확산층(Gasdiffusionlayer,GDL)
C)촉매지지체(Catalystsupport)
라.결론
(2)양성자교환막연료전지용탄소복합재료분리판개발성과
가.연구개발필요성
나.시험
A)시편제작
B)전기적성능
C)기계적성능
D)단위셀시험
다.결과및토론
라.결론
2)다공성활성탄소복합재료전극기반슈퍼커패시터특성연구
(1)사전연구
(2)실험
가.시약및재료
나.다공성의전극개발을위한탄소재료기반의슬러리제조
다.고분자와이온성액체기반의고체전해질제조
라.다공성탄소나노재료슈퍼커패시터의제조
(3)분석방법<