KR20170109873A - Method for fabricating carbon-fiber cored wire which is coated with aluminium - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외면에 니켈 피막이 형성된 탄소섬유 번들을 준비하는 단계, 복수개의 상기 탄소섬유 번들을 알루미늄 판재로 둘러싸 알루미늄 피복체를 형성하는 단계 및 상기 알루미늄 피복체를 열처리하여 상기 탄소섬유 번들의 외면에 형성된 니켈 피막을 니켈 및 알루미늄을 포함하는 합금으로 합금화하는 단계를 포함하는, 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법을 제공한다.A method for manufacturing a carbon fiber bundle, comprising the steps of: preparing a carbon fiber bundle having a nickel coating on an outer surface thereof; forming an aluminum covering member by surrounding a plurality of the bundles of carbon fiber bundles with an aluminum plate; There is provided a method for producing an aluminum-coated carbon fiber core wire comprising the steps of: alloying a nickel coating film with an alloy including nickel and aluminum.

Description

알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법{Method for fabricating carbon-fiber cored wire which is coated with aluminium}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing an aluminum-coated carbon fiber core wire,

본 발명은 선재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재 및 그 제조방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an aluminum-coated carbon fiber core wire and a manufacturing method thereof.

송전선이란 수/화력 또는 원자력발전소 등에서 발전된 전기를 도시 근교의 변전소까지 보내기 위해 사용하는 가공선이다. 이선량(sag)및 전기저항을 감소시켜 송전효율을 향상시키기 위해서는 송전선의 경량화와 고장력화를 동시에 구현할 필요가 있으며 고장력 경량 코어를 사용하는 복합재가 개발되고 있다. 최근 개발된 고분자 기지 탄소섬유 복합소재를 통해 고강도 및 경량화 등을 시도하고 있으나 소성변형이 어려워 권취가 곤란하고 화재에 취약한 문제점이 있다. Transmission line is a transmission line used to send electricity generated from water / thermal power or nuclear power plant to the substation of suburbs. In order to improve the transmission efficiency by decreasing the sag and the electric resistance, it is necessary to realize a light transmission line and a high tension simultaneously, and a composite material using a high tension lightweight core is being developed. Recently, attempts have been made to increase the strength and weight by using the recently developed polymer matrix carbon fiber composite material, but it is difficult to take up the plastic fiber due to plastic deformation and is vulnerable to fire.

관련 선행기술로는 대한민국 특허공개번호 KR20030032281A호(2003.04.26 공개, 발명의 명칭 : 가공 송전선용 알루미늄 합금 선재의 제조 방법)가 있다.A related prior art is Korean Patent Publication No. KR20030032281A (published on Mar. 26, 2003, entitled " Inventive Aluminum Alloy Wire Rod Manufacturing Method ").

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 고장력, 저열팽창율 및 경량화를 모두 만족하면서도 경제성이 있는 새로운 형태의 탄소섬유코어 알루미늄 선재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.It is an object of the present invention to provide a new type carbon fiber core aluminum wire having a high tensile strength, a low thermal expansion coefficient and a light weight, . However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 관점에 따르면, 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재를 제공한다. 상기 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재는 코어부와 상기 코어부를 외측에서 둘러싸 피복하는 피복부를 포함하며, 상기 코어부는, 복수개의 탄소섬유 번들; 및 상기 탄소섬유 번들 각각의 적어도 일부 영역을 둘러싸 상기 탄소섬유 번들 간의 경계를 형성하는 경계층;을 포함하되, 상기 피복부는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 함유하고, 상기 경계층은 알루미늄 및 니켈을 포함하는 합금을 함유한다. According to one aspect of the present invention, there is provided an aluminum-coated carbon fiber core wire. Wherein the aluminum-coated carbon fiber core wire includes a core portion and a cover portion that surrounds and surrounds the core portion, the core portion comprising: a plurality of carbon fiber bundles; And a boundary layer surrounding at least a portion of each of the carbon fiber bundles to form a boundary between the carbon fiber bundles, wherein the cover comprises aluminum or an aluminum alloy, and the boundary layer comprises an alloy comprising aluminum and nickel .

상기 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재에서, 상기 경계층은 상기 탄소섬유 번들과 상기 피복부 간의 제 2 경계를 더 형성하되, 상기 제 2 경계를 형성하는 경계층은 알루미늄 및 니켈을 포함하는 합금을 함유할 수 있다. In the aluminum-coated carbon fiber core wire, the boundary layer further forms a second boundary between the carbon fiber bundle and the covering portion, and the boundary layer forming the second boundary may contain an alloy including aluminum and nickel .

상기 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재에서, 상기 탄소섬유 번들은 복수개의 탄소섬유를 꼬아 형성될 수 있다. In the aluminum-coated carbon fiber core wire, the carbon fiber bundle may be formed by twisting a plurality of carbon fibers.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법을 제공한다. 상기 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법은 외면에 니켈 피막이 형성된 탄소섬유 번들을 준비하는 단계; 복수개의 상기 탄소섬유 번들을 알루미늄 판재로 둘러싸 알루미늄 피복체를 형성하는 단계; 및 상기 알루미늄 피복체를 열처리하여 상기 탄소섬유 번들의 외면에 형성된 니켈 피막을 니켈 및 알루미늄을 포함하는 합금으로 합금화하는 단계;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an aluminum-coated carbon fiber core wire. The method of manufacturing an aluminum-coated carbon fiber core wire according to the present invention includes the steps of: preparing a carbon fiber bundle having a nickel coating on its outer surface; Forming a plurality of the carbon fiber bundles by wrapping the bundle of carbon fibers with an aluminum plate to form an aluminum cover; And alloying the nickel coating formed on the outer surface of the carbon fiber bundle into an alloy including nickel and aluminum by heat-treating the aluminum covering body.

상기 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법에서, 상기 알루미늄 피복체는 상기 복수개의 탄소섬유 번들이 충전된 알루미늄 파이프로 이루어질 수 있다. 상기 알루미늄 파이프는 롤포밍 공정을 이용하여 상기 알루미늄 판재로부터 형성될 수 있다. In the method of manufacturing the aluminum-clad carbon fiber core wire, the aluminum clad body may be formed of an aluminum pipe filled with the plurality of carbon fiber bundles. The aluminum pipe may be formed from the aluminum plate using a roll forming process.

상기 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법에서, 상기 합금화하는 단계는 상기 복수개의 탄소섬유 번들 간의 결합력 및 상기 탄소섬유 번들과 상기 알루미늄 판재 간의 결합력을 증대시키는 단계를 포함할 수 있다. In the method of manufacturing the aluminum-coated carbon fiber core wire, the alloying may include a step of increasing a bonding force between the plurality of carbon fiber bundles and a bonding force between the carbon fiber bundle and the aluminum plate material.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고장력, 저열팽창율 및 경량화를 모두 만족하면서도 경제성이 있는 새로운 형태의 탄소섬유코어 알루미늄 선재 및 그 제조방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention as described above, a new type of carbon fiber core aluminum wire having a high tensile strength, a low thermal expansion rate, and a light weight, as well as an economical efficiency, and a manufacturing method thereof can be realized. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법을 도해하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법에서 알루미늄 피복체의 단면 구성을 도해하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 단면 구성을 도해하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 중앙부 단면 조성을 매핑(mapping)한 도면이다.
1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an aluminum-coated carbon fiber core wire according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of an aluminum clad body in a method of manufacturing an aluminum clad carbon fiber core wire according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of an aluminum-coated carbon fiber core wire according to an embodiment of the present invention.
4 is a mapping of a cross-sectional profile of a center portion of an aluminum-coated carbon fiber core wire according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법을 도해하는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법에서 알루미늄 피복체의 단면 구성을 도해하는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 단면 구성을 도해하는 도면이다. FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an aluminum-coated carbon fiber core wire according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross- Fig. 3 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of an aluminum-clad carbon fiber core wire according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법은 외면에 니켈 피막(20)이 형성된 탄소섬유 번들(10)을 준비하는 단계(S100); 복수개의 상기 탄소섬유 번들(10)을 알루미늄 판재(40)로 둘러싸 알루미늄 피복체를 형성하는 단계(S200); 및 상기 알루미늄 피복체를 열처리하여 탄소섬유 번들(10)의 외면에 형성된 니켈 피막(20)을 니켈 및 알루미늄을 포함하는 합금으로 합금화하는 단계(S300);를 포함한다. Referring to FIGS. 1 to 3, a method of manufacturing an aluminum-coated carbon fiber core wire according to an exemplary embodiment of the present invention includes preparing a carbon fiber bundle 10 having a nickel coating 20 on an outer surface thereof (S100); Forming a plurality of the carbon fiber bundles (10) by an aluminum plate (40) to form an aluminum clad (S200); And a step (S300) of alloying the nickel coating 20 formed on the outer surface of the carbon fiber bundle 10 into an alloy containing nickel and aluminum by heat-treating the aluminum coating.

먼저, 제 1 단계(S100)를 설명한다. 각각의 탄소섬유 번들(10)은 복수개의 탄소섬유를 꼬아 형성된다. 예를 들어, 3,000개, 6,000개, 12,000개 또는 24,000개의 탄소섬유를 꼬아 각각의 탄소섬유 번들(10)을 형성할 수 있다. First, the first step S100 will be described. Each carbon fiber bundle 10 is formed by twisting a plurality of carbon fibers. For example, 3,000, 6,000, 12,000 or 24,000 carbon fibers can be twisted to form each carbon fiber bundle 10.

계속하여, 탄소섬유 번들(bundle)의 표면에 니켈을, 예를 들어, 전해도금법으로 코팅하여, 외면에 니켈 피막(20)이 형성된 탄소섬유 번들(10)을 제조한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재에서 탄소섬유와 기지(matrix) 간의 계면 결합력을 증가시키기 위하여 탄소섬유에 금속을 코팅할 수 있다. Subsequently, nickel is coated on the surface of the carbon fiber bundle by, for example, an electrolytic plating method to produce the carbon fiber bundle 10 having the nickel coating 20 formed on the outer surface thereof. In the aluminum-coated carbon fiber core wire according to an embodiment of the present invention, the metal may be coated on the carbon fiber to increase the interfacial bonding force between the carbon fiber and the matrix.

알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재를 구성하는 강화재(reinforcing material)로서의 탄소섬유의 계면 결합력을 증가시키기 위하여 산, 염기성 전해용액을 이용한 전기화학적 산화방법이나 기상산화 방법을 사용하여 탄소섬유를 표면처리할 수 있으나, 이 경우에는 탄소섬유 표면자체가 손상되는 문제점이 있는 바, 본 발명자는 니켈을 코팅한 탄소섬유를 도입하여 탄소섬유와 기지 간의 계면 결합력을 확보하였다. In order to increase the interfacial bonding strength of the carbon fiber as a reinforcing material constituting the aluminum-coated carbon fiber core wire, the carbon fiber can be surface-treated using an electrochemical oxidation method using an acidic or basic electrolytic solution or a gas phase oxidation method In this case, there is a problem that the surface of the carbon fiber itself is damaged. The present inventor has introduced the nickel-coated carbon fiber to secure the interfacial bonding strength between the carbon fiber and the base.

계속하여, 제 2 단계(S200)를 설명한다. 외면에 니켈 피막(20)이 형성된 복수개의 상기 탄소섬유 번들(10)을 알루미늄 판재(40)로 둘러싸 도 2에 도시된 알루미늄 피복체를 형성한다. 알루미늄 판재(40)는, 예를 들어, 롤포밍 공정을 이용하여 형성된 알루미늄 파이프를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 알루미늄 피복체는 외면에 니켈 피막(20)이 형성된 복수개의 탄소섬유 번들(10)이 충전된 알루미늄 파이프로 이해될 수 있다. 외면에 니켈 피막(20)이 형성된 복수개의 탄소섬유 번들(10) 사이는 빈 공간(30)이 형성된다. Subsequently, the second step (S200) will be described. A plurality of the carbon fiber bundles 10 having the nickel coating 20 on the outer surface thereof are surrounded by the aluminum plate 40 to form the aluminum cover shown in FIG. The aluminum plate 40 may comprise, for example, an aluminum pipe formed using a roll forming process. In this case, the aluminum covering body can be understood as an aluminum pipe filled with a plurality of carbon fiber bundles 10 having a nickel coating 20 on the outer surface thereof. An empty space 30 is formed between the plurality of carbon fiber bundles 10 having the nickel coating 20 formed on the outer surface thereof.

계속하여, 제 3 단계(S300)를 설명한다. 도 2에 도시된 상기 알루미늄 피복체를 열처리하여 탄소섬유 번들(10)의 외면에 형성된 니켈 피막(20)을 니켈 및 알루미늄을 포함하는 합금(50)으로 합금화할 수 있다. 이 경우, 알루미늄 판재(40)의 일부는 용융되어 니켈 피막(20)과 반응하여 니켈 및 알루미늄을 포함하는 합금(50)으로 합금화되며, 나아가, 복수개의 탄소섬유 번들(10) 사이는 빈 공간(30)은 니켈 및 알루미늄을 포함하는 합금(50)으로 충전(fill)될 수 있다. Subsequently, the third step S300 will be described. The nickel coating 20 formed on the outer surface of the carbon fiber bundle 10 can be alloyed with the alloy 50 including nickel and aluminum by heat treating the aluminum clad body shown in Fig. In this case, a part of the aluminum plate material 40 is melted and reacted with the nickel coating 20 to be alloyed with the alloy 50 including nickel and aluminum. Further, the space between the plurality of carbon fiber bundles 10 is filled with an empty space 30 may be filled with an alloy 50 comprising nickel and aluminum.

제 3 단계(S300)는 열처리 공정에 부가하여 알루미늄 판재(40)의 외측에서 중심부로 가압하는 공정을 더 포함할 수 있다. The third step S300 may further include a step of pressing the aluminum plate 40 from the outside to the center in addition to the heat treatment step.

이에 따르면, 탄소섬유 번들을 먼저 배치하고 탄소섬유 번들을 감싸는 알루미늄 판재를 파이프 형태로 가공한 후에 가압 열처리하여 알루미늄 판재의 일부가 용융되어 탄소섬유 번들 내부의 빈 공간으로 침투되어 기지를 형성할 수 있다. 용융된 알루미늄이 탄소섬유 사이의 공간에 침투할 수 있는 구동력은 외부에서 인가되는 가압력을 포함할 수 있으며, 또는, 탄소섬유 사이의 미세한 공간을 채우는 모세관력을 포함할 수 있다. According to this, after the carbon fiber bundle is disposed first and the aluminum plate material surrounding the carbon fiber bundle is processed into a pipe shape, the aluminum plate material is melted and penetrated into the empty space inside the carbon fiber bundle to form a base . The driving force by which the molten aluminum can penetrate into the space between the carbon fibers may include an externally applied pressing force or may include a capillary force to fill a fine space between the carbon fibers.

상술한 단계들을 수행함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재(100)가 구현된다. By performing the above-described steps, an aluminum-coated carbon fiber core wire 100 according to an embodiment of the present invention is realized.

본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재(100)는 코어부(10, 50)와 상기 코어부를 외측에서 둘러싸 피복하는 피복부(40)를 포함한다. 상기 코어부는, 복수개의 탄소섬유 번들(10); 및 탄소섬유 번들(10) 각각의 적어도 일부 영역을 둘러싸 탄소섬유 번들(10) 간의 제 1 경계를 형성하는 경계층(50);을 포함한다. 피복부(40)는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 함유한다. 경계층(50)은 알루미늄 및 니켈을 포함하는 합금을 함유한다. 나아가, 경계층(50)은 탄소섬유 번들(10)과 피복부(40) 간의 제 2 경계를 더 형성하되, 상기 제 2 경계를 형성하는 경계층(50)도 알루미늄 및 니켈을 포함하는 합금을 함유한다. 이러한 합금화는 복수개의 탄소섬유 번들(10) 간의 결합력 및 탄소섬유 번들(10)과 알루미늄 판재(40) 간의 결합력을 증대시킬 수 있다. The aluminum coated carbon fiber core wire 100 according to an embodiment of the present invention includes core portions 10 and 50 and a covering portion 40 that surrounds and covers the core portion from outside. The core portion includes a plurality of carbon fiber bundles (10); And a boundary layer (50) surrounding the at least a portion of each of the carbon fiber bundles (10) to form a first boundary between the carbon fiber bundles (10). The covering portion 40 contains aluminum or an aluminum alloy. The boundary layer 50 contains an alloy comprising aluminum and nickel. Further, the boundary layer 50 further forms a second boundary between the carbon fiber bundle 10 and the covering portion 40, and the boundary layer 50 forming the second boundary also contains an alloy including aluminum and nickel . This alloying can increase the bonding force between the plurality of carbon fiber bundles 10 and the bonding force between the carbon fiber bundle 10 and the aluminum plate material 40. [

경계층(50)의 조성은 탄소섬유 번들(10)의 외면에 형성된 니켈 피막(20)의 니켈과 알루미늄 판재(40)의 알루미늄이 반응하여 합금화된 알루미늄-니켈 합금을 포함할 수 있다. 물론, 경계층(50)의 조성은 외면에 형성된 니켈 피막(20)의 니켈을 포함할 수 있으며, 알루미늄 판재(40)로부터 기인된 알루미늄을 포함할 수 있다. The composition of the boundary layer 50 may include an aluminum-nickel alloy in which the nickel of the nickel coating 20 formed on the outer surface of the carbon fiber bundle 10 and the aluminum of the aluminum plate 40 react and alloy. Of course, the composition of the boundary layer 50 may include nickel of the nickel coating 20 formed on the outer surface, and may include aluminum resulting from the aluminum plate 40.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 중앙부 단면 조성을 매핑(mapping)한 도면이다. 4 is a mapping of a cross-sectional profile of a center portion of an aluminum-coated carbon fiber core wire according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 중앙부에 알루미늄 성분이 검출됨을 확인할 수 있다. 이는 알루미늄 판재(40)의 일부가 용융되어 탄소섬유 번들(10) 사이의 공간에 침투되었다는 것을 의미한다. 또한, 탄소섬유 번들(10)이 내부에 분산되어 있는 기지는 상술한 경계층(50)이며, 알루미늄과 니켈을 함유하고 있음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, it is confirmed that an aluminum component is detected at the center of the aluminum-coated carbon fiber core wire. This means that a part of the aluminum plate 40 is melted and infiltrated into the space between the carbon fiber bundles 10. It is also confirmed that the base in which the carbon fiber bundles 10 are dispersed therein is the above-described boundary layer 50 and contains aluminum and nickel.

지금까지 설명한 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재는 다양한 분야에 적용될 수 있는 바, 예를 들어, 고전압 송전선으로 적용될 수 있다. 송전선의 경량화와 고장력화를 동시에 구현하기 위하여 탄소섬유를 코어에 도입함에 있어서 고분자 기지에 탄소섬유를 분산시키는 경우 소성변형이 어려워 권취가 곤란하고 화재에 취약하다는 단점이 있다. The aluminum-clad carbon fiber core wire described above can be applied to various fields, for example, as a high-voltage transmission line. In the case of introducing carbon fibers into the core in order to realize both light weight and high tension of the transmission line, when carbon fibers are dispersed in a polymer matrix, plastic deformation is difficult and it is difficult to take up reels and is vulnerable to fire.

이를 극복하기 위하여 알루미늄 기지 내에 탄소섬유를 분산시키는 구성이 대안으로 가능하지만 탄소재료와 알루미늄과의 복합체를 제조하기 위해서는 해결되어야 하는 몇 가지 난제들이 있다. 일례로, 탄소재료는 반데르발스(van der Waals) 힘에 의한 상호 작용 때문에 분산이 쉽지 않아 알루미늄 내에 균일 분산시키기가 어려우며, 탄소재료와 알루미늄 사이에는 표면장력 차이로 인하여 탄소 재료와 알루미늄이 잘 섞이지 않는 문제점이 있다. In order to overcome this, there is an alternative to dispersing the carbon fibers in the aluminum matrix. However, there are some difficulties to be solved in order to produce a composite of carbon material and aluminum. For example, carbon materials are difficult to disperse uniformly in aluminum because of their difficulty in dispersion due to van der Waals forces, and because of the difference in surface tension between the carbon material and aluminum, the carbon material and aluminum are well mixed There is no problem.

본 발명에서는, 상술한 바와 같이, 탄소섬유 번들을 먼저 배치하고 탄소섬유 번들을 감싸는 알루미늄 판재를 파이프 형태로 가공한 후에 가압 열처리하여 알루미늄 판재의 일부가 용융되어 탄소섬유 번들 내부의 빈 공간으로 침투되어 기지를 형성하는 제조방법을 개시하였다. 이에 따르면, 알루미늄을 함유하는 기지 내에 탄소섬유가 균일하게 분산되어 있는 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재를 경제적으로 구현할 수 있다. 나아가, 탄소섬유와 기지 간의 계면 결합력을 증대하기 위하여 니켈을 코팅한 탄소섬유를 도입하고 합금화 공정을 거쳐 알루미늄-니켈 합금을 함유하는 기지 구조를 개시하였다. In the present invention, as described above, the carbon fiber bundle is first disposed, the aluminum plate material surrounding the carbon fiber bundle is processed into a pipe shape, and then the carbon material is heat-treated under pressure so that a part of the aluminum plate material melts and permeates into the empty space inside the carbon fiber bundle A method of forming a matrix has been disclosed. This makes it possible to economically realize an aluminum-coated carbon fiber core wire in which carbon fibers are uniformly dispersed in a base containing aluminum. Further, in order to increase the interfacial bonding strength between the carbon fiber and the base, a carbon fiber coated with nickel is introduced and subjected to an alloying process, thereby disclosing a base structure containing an aluminum-nickel alloy.

지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법을 설명하였다. 이에 따르면, 손쉽게 구할 수 있는 알루미늄 판재를 이용하여 알루미늄 기지에 탄소섬유가 강화재로 분산된 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재를 신속하고 경제적으로 제조할 수 있다. A method of manufacturing an aluminum-coated carbon fiber core wire according to an embodiment of the present invention has been described. This makes it possible to quickly and economically produce an aluminum-coated carbon fiber core wire in which carbon fiber is dispersed in a reinforcing material on an aluminum base using an easily available aluminum plate.

이에 반하여, 알루미늄 기지에 탄소섬유가 강화재로 분산된 알루미늄??탄소 복합재료를 제조하는 방법으로서 탄소섬유 번들을 알루미늄 용탕에 침지하거나, 탄소섬유 번들 사이에 알루미늄 분말을 채우고 소결하는 제조방법들을 고려해 볼 수 있으나, 이러한 방법들은 상대적으로 비용이 높다는 점에서 본 발명이 상대적으로 유리하다. On the other hand, as a method for producing an aluminum-carbon composite material in which carbon fibers are dispersed in a reinforcing material on an aluminum base, there is a manufacturing method in which a carbon fiber bundle is immersed in an aluminum molten metal, or aluminum powder is filled between carbon fiber bundles and sintered However, the present invention is relatively advantageous in that these methods are relatively expensive.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (7)

코어부와 상기 코어부를 외측에서 둘러싸 피복하는 피복부를 포함하며,
상기 코어부는, 복수개의 탄소섬유 번들; 및 상기 탄소섬유 번들 각각의 적어도 일부 영역을 둘러싸고 있어서 상기 탄소섬유 번들 간의 경계를 형성하는 경계층;을 포함하되,
상기 피복부는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 함유하고,
상기 경계층은 알루미늄 및 니켈을 포함하는 합금을 함유하는,
알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재.
And a covering portion covering the core portion and the core portion from outside,
The core portion may include a plurality of carbon fiber bundles; And a boundary layer surrounding at least a portion of each of the carbon fiber bundles to form a boundary between the carbon fiber bundles,
The covering portion contains aluminum or an aluminum alloy,
Wherein the boundary layer comprises an alloy comprising aluminum and nickel,
Aluminum coated carbon fiber core wire.
제 1 항에 있어서,
상기 경계층은 상기 탄소섬유 번들과 상기 피복부 간의 제 2 경계를 더 형성하되, 상기 제 2 경계를 형성하는 경계층은 알루미늄 및 니켈을 포함하는 합금을 함유하는, 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재.
The method according to claim 1,
Wherein the boundary layer further forms a second boundary between the carbon fiber bundle and the covering portion, wherein the boundary layer forming the second boundary contains an alloy including aluminum and nickel.
제 1 항에 있어서,
상기 탄소섬유 번들은 복수개의 탄소섬유를 꼬아 형성된, 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon fiber bundle is formed by twisting a plurality of carbon fibers.
외면에 니켈 피막이 형성된 탄소섬유 번들을 준비하는 단계;
복수개의 상기 탄소섬유 번들을 알루미늄 판재로 둘러싸 알루미늄 피복체를 형성하는 단계; 및
상기 알루미늄 피복체를 열처리하여 상기 탄소섬유 번들의 외면에 형성된 니켈 피막을 니켈 및 알루미늄을 포함하는 합금으로 합금화하는 단계;
를 포함하는, 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법.
Preparing a carbon fiber bundle having a nickel coating on its outer surface;
Forming a plurality of the carbon fiber bundles by wrapping the bundle of carbon fibers with an aluminum plate to form an aluminum cover; And
Annealing the aluminum covering body to alloy the nickel coating formed on the outer surface of the carbon fiber bundle with an alloy including nickel and aluminum;
Wherein the aluminum-coated carbon fiber core wire is produced by a method comprising the steps of:
제 4 항에 있어서,
상기 알루미늄 피복체는 상기 복수개의 탄소섬유 번들이 충전된 알루미늄 파이프로 이루어진, 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the aluminum covering body is made of an aluminum pipe filled with the plurality of carbon fiber bundles.
제 5 항에 있어서,
상기 알루미늄 파이프는 롤포밍 공정을 이용하여 상기 알루미늄 판재로부터 형성된, 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the aluminum pipe is formed from the aluminum plate using a roll forming process.
제 4 항에 있어서,
상기 합금화하는 단계는 상기 복수개의 탄소섬유 번들 간의 결합력 및 상기 탄소섬유 번들과 상기 알루미늄 판재 간의 결합력을 증대시키는 단계를 포함하는, 알루미늄 피복 탄소섬유코어 선재의 제조방법.

5. The method of claim 4,
Wherein the alloying comprises increasing a bonding force between the plurality of carbon fiber bundles and a bonding force between the carbon fiber bundle and the aluminum plate material.

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