본 연구에서는 NCF(Non-Crimped Fabric) 기반으로 최근 신소재로 각광받는 GNPs 소재를 수지 내에 주입하는 형태로 복합재를 제조하고 이의 제조성 향상, 전자파 차폐 성능 확보 및 고강도 소재 연구를 바탕으로 한다. RTM 성형공법을 통해 변수를 제어하여 최종적으로 480cP의 점성을 기준으로 하여 4wt%까지의 GNPs 나노탄소강화 탄소복합재를 제조하였다.
GNPs가 포함된 NCF기반 경량 탄소복합재 패널에 대한 소재형태 분석을 통해 GNPs의 분산성을 확인하였으며 전기전도도와 열전도도 향상을 확인하였다. 또한, 전자파 차폐의 결과값의 경우 3.0wt%의 시험편이 모든 두께의 시험편에서 가장 우수하였으며 1t, 1.2t, 2t의 Baseline 시험편 대비 각각 7.6dB, 3.7dB, 4.5dB 가량의 상승효과를 보였다. 하지만, 300MHz 이하의 대역에서의 급속하게 떨어지는 차폐효과의 경우 투자율이 낮은 탄소복합재 특성과 복합재 자체의 전기적, 구조적 문제로서 판단하였다.
2t의 Baseline 샘플과 3.0wt% 샘플은 각각 89.6dB, 94.1dB의 차폐효과를 나타냈으며 금속시험편 2t(Al 97.5dB, Cu 99.8dB) 대비 8.5dB~10.2dB 가량의 차이를 2.4dB~5.7dB 가량으로 향상시켰으며 흡수손실에 의한 영향이 나노탄소강화 복합재의 1차 메커니즘인 것으로 판단하였고 기계적 강도 테스 결과의 경우 기존 Baseline 대비 굽힘강도는 1.31배, 전단강도의 경우 1.34배, 충격강도의 경우 1.17배 증가하는 결과를 나타내어 레진내의 충분히 분산 처리가된 탄소나노강화소재를 통한 크랙전이 방지와 층간박리 등에 대한 완화 효과를 통해 탄소복합재의 강도 향상을 확인할 수 있었다.
이러한 종합적인 결과를 통해 향 후 발생할 수 있는 전자파의 상호 조합에 의한 노이즈, 하모닉 노이즈 등의 불특정 대역의 발생하는 전자파 교란에 대한 해결 방안이 될 것으로 보인다.