전자선 쪼여 가볍고 튼튼한 자동차 부품 만든다

원자력연, 전자선 경화기술로 차세대 부품소재 개발
엠에스오토텍에 기술이전...자동차 부품 등에 활용

한국원자력연구원은 전자선 경화 기술을 이용해 제작한 탄소섬유강화복합소재 기반의 자동차 부품 원자력연 제공

한국원자력연구원은 자동차 부품 기업인 엠에스오토텍(대표 김범준)에 전자선을 이용해 경화 시간을 줄여 가볍고 튼튼한 탄소섬유강화복합소재(CFRP)를 만드는 기술을 이전했다고 8일 밝혔다.

기술료 1억원을 받는 조건이다. 탄소섬유와 플라스틱으로 구성된 탄소섬유강화복합소재는 자동차 부품 소재로 각광받고 있지만 액체에서 고체로 바꾸는 경화 공정 시간을 줄이는 데 관건였다. 일반적으로 탄소섬유강화복합소재를 경화하는 방법은 열경화와 상온경화가 있다. 섬유, 플라스틱, 경화제 등이 혼합된 액상 물질에 열을 가해 경화하면 3∼4시간, 상온 경화에는 3일 가량이 걸린다.

연구팀은 자체 보유한 10메가전자볼트(MeV)급 전자선가속기를 활용해 경화 시간을 10분 이내로 줄였다. 전자선을 파장이 짧고 에너지 효율이 높은 방사선으로, 물질에 쪼이면 빠르고 단단하게 분자구조를 변화시키고, 경화할 때 촉매나 경화제도 필요 없다.

연구팀이 기술 이전한 소재는 탄소섬유강화복합소재에 40킬로그레이(kGy)의 전자빔을 쪼여 잡아 당기는 힘에 버티는 인장 강도와 꺾으려는 힘에 버티는 굴곡 강도가 1기가파스칼(GPa) 이상으로, 기계적 물성이 뛰어나다. 무게는 기존 대비 89% 수준으로 한층 가볍다.

특히 300메가파스칼이었던 기존 전자선 경화 탄소섬유강화복합소재와 비교해 성능이 3배 향상됐다.

이남호 원자력연 첨단방사선연구소장은 "자동차 산업뿐 아니라 항공·드론, 국방, 해양·선박 등 여러 산업 분야에 적용이 가능한 소재로 널리 쓰일 것"이라고 말했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr