방탄 소재의 기계적 특성과 개발 기술은 무엇인가요?
방탄복, 군용차량, 특수 장비 등에 사용되는 방탄 소재는 어떤 기계적 특성을 가지며 이를 향상시키기 위해 어떤최신 소재 공학 기술이 적용되나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
방탄 소재는 일반적으로 높은 인장 강도, 경량성, 내충격성 등의 기계적 특성을 가집니다. 방탄복, 군용 차량, 특수장비 등에 사용되는 주요 소재로는 케블라(kevlar),피브리(Fiberglass),탄소 섬유 및 세라믹 등이 있습니다. 이들은 총알이나 파편의 충격을 흡수하고 분산시키는 특성을 가지고 있습니다. 최신 소재 공학 기술로는 나노기술,복합재료, 3D 프린팅 등이 있습니다. 나노 기술을 통해 미세한 구조를 조절하여 강도와 경량성을 동시에 향상 시킬수 있으며, 복합재료는 서로 다른 특성을 가진 소재를 결합해 성능을 극대화합니다. 이러한 기술들은 방탄 소재의 성능을 지속적으로 개선하고 있습니다ㅡ.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
방탄소재의 기계적 특성과 기능향상을 위해 적용되는 재료공학은
여러가지 방식으로 이뤄집니다.
고강도 섬유 사용
케블러 같은 아라미드 섬유와 초고분자량 폴리에틸렌 섬유는
고강도에 고탄성률을 가지므로 방탄성능을 향상 시킵니다.
복합 재료 설계
방탄복합재료의 성능은, 매트릭스 수지의 모듈함량 , 섬유재료 특성, 직조방법/ 공정에 영향을 받습니다.
예를 들면 , 아라미드 나노섬유를 통해 기존 고분자 소재의 인장인성을 150프로 향상 시켰습니다.
세라믹 재료 적용
높은 융점과 경도 및 강력한 기계적성질을 가진 세라믹재료 적용으로 방탄성능을 향상시킵니다.
예를들면, 탄소나노튜브 및 그래핀 소재를 포함하여 개발 중인 미래형 방탄소재가 있습니다.
원단구조 최적화
2차원 입체 원단의 구조를 통해 에너지 흡수 성능을 높이고
섬유사이 겹침이 없음에 의한 수축률 0을 통한, 변형파 반사를 효율적으로 감쇠시키고
발사체 충돌 시 국소 지점에 응력 집중 현상을 방지합니다.
면적 밀도 조절
면적 밀도가 증가 시 적층체 흡수 에너지 증가로 이어지기에
면적밀도 증가에 따라 탄도 저항이 증대되게 됩니다.
안녕하세요. 김민규 전문가입니다.
결국 섬유 재질을 이용한 기술 적용일 것 같습니다. 방탄 소재의 경우 충격을 흡수하고 내부로 총알 등이 들어오지 못하도록 강도 설정이 되어있죠.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
방탄 소재는 가벼운 경량성을 유지하면서도 우수한 방탄 성능을 가져야 합니다.
이를 위해 고강도 섬유와 세라믹 소재가 사용됩니다.
방탄 소재 개발 기술로는 방탄복과 군용 차량에서 쓰이는 고강도 섬유와 세라믹을 결합한 복합소재가 사용되며,
평소에는 젤리처럼 부드럽지만 충격 시 고체처럼 변하는 전단 농호 유체 STF가 있습니다.
또한 나노 입자를 함유한 신소재는 방탄 소재의 성능을 향사 시키고 경제적 효율성을 높이고 있습니다.
