탄소플라스틱·탄소세라믹 등과 같은 첨단 탄소 섬유 복합 재료가 항공·방산, 자동차 등의 분야에서 기존의 알루미늄과 강철 소재를 잇따라 대체하고 있다. 탄소를 함유한 복합 재료는 강철보다 다섯 배나 강하면서도 20% 이상 가볍다. 3000℃ 고온에 견딜 뿐더러 부식 방지에 탁월한 특성을 갖고 있다.
탄소 복합 재료의 이러한 특성은 전투기·장갑차 등 각종 무기 체계의 경량화로 기동성을 향상시키고 극한 환경에서도 생존성을 보장, 핵심 소재로 주목을 끌고 있다. 탄소 섬유 복합 재료는 미래 무기체계의 혁신적인 요구 성능을 충족할 수 있는 전략적 소재로서 그 중요성이 더욱 커질 전망이다. 게다가 탄소 섬유 복합재료는 자동차 등 분야로도 응용 범위를 넓히기 시작했다.
8일 업계에 따르면 탄소 섬유를 함유한 복합 재료는 동체, 브레이크 디스크, 엔진, 외부연료탱크, 발사관 등의 항공·방산 분야 재료로 폭넓게 쓰이고 있다.
브레이크 디스크 등 중등훈련기 ‘KT-1’의 147개 부품은 탄소 복합 재료로 대체, 양산된다. 수직 이·착륙이 가능한 무인항공기에도 탄소복합 재료를 적용하기 시작했다. KT-1과 T-50(초음속 고등훈련기)의 외부 연료 탱크도 탄소 복합 재료를 제작되고 있다. 이는 동체 또는 항공기 외부 연료탱크의 과도한 중량은 작전 비행 거리 효율성을 급격히 저하, 경량화가 필요해서다.
실전 배치를 앞둔 차기 보병 전투 장갑차 ‘K21’에도 탄소 복합 재료가 사용된다. 10여개의 K21 부품이 탄소복합 재료로 양산, 30% 이상의 무게 절감 효과를 가져다줌으로써 무기체계의 기동성을 높여줄 것으로 기대된다. 아파치 잡는 차기 전차 흑표 ‘XK2’에도 탄소 섬유 복합 재료가 활용됐다.
지난해 일본의 복합재료세미나 자료에 따르면 탄소 섬유 수요와 공급이 2005년 균형을 이뤘으나 해를 거듭하면서 공급 물량이 부족해진다. 내년 수요 물량은 3만5000여톤인 데 비해 공급은 3만톤에 그칠 것으로 전망됐다. 탄소 섬유 가격도 올라가는 추세다.
탄소복합재 전문 기업인 데크(DACC)의 김광수 사장은 “F-16·TA-50 등 항공기의 브레이크용 디스크를 탄소복합소재로 양산, 공급하고 있다”며 “탄소 복합 재료가 현대차 고급차종의 브레이크 디스크에도 적용될 예정이어서 20세기가 실리콘 밸리 시대였다면 21세기는 카본 밸리 시대가 될 것”이라고 말했다.
안수민기자 smahn@
