• 한국생산제조학회지
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• 제20권3호
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• pp.284-291
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• 2011

Numerical experiments on biological interfacial layer, DEJ by finite element software ABAQUS have been conducted to study its fracture behavior including crack bridging / arresting characteristics in the model. Crack growth simulation has been carried out by numerical tool, XFEM, devoted to study cracks and discontinuities. The fracture toughness of DEJ has been estimated before and after crack bridging. The implications of bridging in numerical study of fracture behavior of DEJ-like biological interface have been discussed. It has been observed that the results provided by the numerical studies without proper accommodation of bridging phenomenon can mislead. This study can be helpful for understanding the DEJ-like biological interface in terms of its fracture toughness, an important material characteristics. This property of the material is an important measure that has to be taken care during design and manufacturing processes.

• 폴리머
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• 제25권3호
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• pp.435-440
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• 2001

본 연구에서는 일방향 탄소/탄소 복합재료에 산화억제제로 사용된 $MoSi_2$의 첨가량에 따른 복합재료의 부착력, 파괴인성 그리고 충격강도와의 관계를 고찰하였다. 산화억제제로 사용한 이규화 몰리브덴 (MoSi$_2$)은 복합재료의 내산화 특성을 향상시키기 위하여 각각 4, 12, 20wt%의 중량비로 페놀수지에 함침시켰다. 본 연구에 있어서 복합재료의 부착력은 접촉각 측정에 의한 Wilhelmy 방정식을 사용하여 계산하였다. 파괴인성과 충격강도는 임계 세기인자 측정을 위한 3점 굴곡 시험 방법과 Izod 충격시험에 의해 각각 측정하였다. 그 결과, $MoSi_2$가 첨가된 탄소/탄소 복합재료의 파괴인성과 충격강도는 증가하였다. 특허 l2wt%의 $MoSi_2$가 첨가된 복합재료가 London dispersive 요소($W_A\;^L$)의 증가에 의한 가장 큰 부착력을 나타내었으며, 이는 복합재료의 각 구성요소간의 계면결합력 증가에 따른 결과라 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2A호
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• pp.137-143
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• 2011

본 연구는 섬유보강 시멘트 모르타르에서 무수말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌(maleic anhydride grafted polypropylene, mPP) 분말의 첨가가 무극성 마크로 합성섬유(마크로 합성섬유)의 부착특성에 미치는 효과를 평가하였다. 다양한 mPP의 첨가율(시멘트 중량의 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%)에 따른 시멘트 모르타르와 마크로 합성섬유의 부착거동을 평가하기 위하여 Dog-bone 부착시험을 수행하였다. 시멘트 모르타르내에서 마크로 합성섬유의 부착 특성(일반거동, 인발하중 및 계면인성)은 mPP의 사용량 증가할수록 증가하였다. 인발시험 후 마크로 합성섬유 표면의 미세구조 분석은 mPP의 첨가율에 따른 마찰 저항력을 평가하기 위하여 관찰하였다. mPP의 첨가율이 증가할수록 마크로 합성섬유 표면에 긁힘 현상이 증가하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권4호
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• pp.328-336
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• 2004

하이브리드 복합재료(Hybrid composites) 의 층간 파괴 인성치에 영향을 주는 인자 중 적층순서, 하중점변위율, 초기크랙길이를 변화 시켰을 때의 실험 결과는 다음과 같다. (1) CF/CF, CF/GF. GF/GF로 적층하였을 경우 층간파괴인성치값은 서로 같은 계면을 성형한 것보다 서로 다른 계면을 적층한 CF/GF의 경우가 강도면에서 가장 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. (2) 하중점변위율은 미세한 변동은 있었으나, 하중점변위율의 영향은 거의 받기 않는 것을 알 수 있었다. (3) 초기크랙을 변화시켰을 때, 초기크랙길이의 영향은 일정하지 않았다. CF/CF인 경우는 초기크랙이 짧은 경우, CF/GF. GF/GF인 경우는 초기크랙이 긴 경우에 높은 값을 나타났다. 이것은 GF 섬유가 직조형태의 프리프레그로 되어 있어 크랙의 진전에 따라 섬유부스러기 등의 생성에 따른 영향이라고 생각된다. (4) 적층순서에 따라 파면의 섬유 분포 형태가 달랐으며 CF/GF인 경우가 섬유의 파손형태가 가장 복잡하게 나타났으며, 이것이 높은 층간파괴인성치를 나타내는 원인이라고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.125-135
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• 2011

폴리프로필렌섬유보강 시멘트 복합재료와 구조용 합성섬유의 부착특성을 평가하였다. 폴리프로필렌섬유는 0.10%, 0.15% 및 0.20%의 체적비로 적용하여 dog-bone 시험을 실시하였다. 구조용 합성섬유와 폴리프로필렌섬유보강 시멘트 복합재료 사이의 부착강도는 폴리프로필렌섬유의 혼입률이 증가할수록 증가하였으나 0.20% 이상이 되면 감소하였다. 또한 폴리프로필렌섬유의 첨가는 계면인성과 마찰저항을 증가시킨다. 인발시험 후 구조용 합성섬유 표면의 미소구조 분석은 폴리프로필렌섬유의 혼입률이 증가할수록 긁힘 현상이 증가하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.23-30
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• 2005

미세균열이 생기기 전 $80^{\circ}C$ 물속에서 침수시간에 따른 $Avimid^(R)$ K3B/IM7 복합재의 습기노화 현상에 관하여 연구하였다. $80^{\circ}C$ 물속에서 복합재의 파괴인성을 저하시키는 요인으로는 수지 파괴인성의 저하나 잔류응력의 변화 그리고 섬유와 수지 사이의 계면 손상이다. $80^{\circ}C$ 물속에서 수지에 습기가 포화되는 시간은 500 시간이며 K3B/IM7복합재에 습기가 포화되는 시간은 100 시간이다. 수지가 500 시간 가속노화한 후 DSC 시험을 한 결과 $T_g$는 1% 이내 증가하였으며, 무게는 $7\times10^{-6}m/s^2$ 확산속도로 1.55% 증가하였다. K3B/IM7복합재에 관하여 물속에서 100시간 지난 후 무게는 $1\times10^{-6}m/s^2$ 확산속도로 0.41% 증가했다. 500 시간 노화한 후 수지의 파괴인성은 41% 저하하였으며 100 시간 노화한 후 ${[+45/0/-45/90]}_s$ K3B/IM7 복합재의 미세균열 파괴인성은 43.8% 감소하였다. 그러므로 $80^{\circ}C$ 수분노화 시험에서 복합재 적층의 파괴인성을 감소시키는 주요 원인은 수지 파괴인성의 저하라고 할 수 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.268-275
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• 2021

콘크리트의 강도를 결정하는 3가지 요인은 시멘트 페이스트의 강도, 골재의 강도, 골재와 시멘트페이스트 계면영역의 강도가 있다. 이 중 계면영역의 강도가 가장 취약하다. ITZ(Interfacial Transition Zone)는 10~50㎛로 형성되며, 수산화칼슘의 비율은 높아지고, CSH는 낮은 비율을 나타낸다. 높은 수산화칼슘 비율은 ITZ의 부착강도 저하의 원인이 된다. 이로인해 ITZ는 더 약한 영역이 된다. ITZ의 문제점은 경량골재를 활용할 때 더 불리한 요소로 나타난다. 계면특성의 기존연구는 계면파괴인성을 측정하고, 계면에 영향을 주는 인자들을 파악했고, 굵은 골재를 사용하지 않은 시멘트 경화체에 SEM과 XRD분석을 진행했다. 또한 EMPA-BSE장비를 활용하여 미세구조를 파악하였다. 하지만 기존의 연구에서는 미세구조와 역학적 성질 파악에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 천연골재와 경량골재 계면을 파악하기 위해 EIS측정 장비를 활용하여 전기저항을 측정하는 방식을 채택하였고, 경량골재 겉면을 고로슬래그 코팅을 통해 계면상태의 변화를 실험하였다. 실험결과, 천연골재와 경량골재의 압축강도는 밀도가 높은 천연골재 높은 강도를 나타냈고, 경량골재 표면 코팅 시 천연골재 이상의 강도를 나타냈으며, 골재 종류별 전기저항의 차이를 보였다.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.313-319
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• 2012

본 연구에서는 Polyacrylonitrile (PAN)계 탄소섬유 표면에 구리도금 표면처리가 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 특성에 미치는 영향에 관하여 관찰하였다. 탄소섬유 표면특성은 주사전자현미경, X-선 광전자 분광법, X-선 회절분석기, 접촉각 측정기로 측정하였고, 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 물성은 층간전단강도(interlaminar shear strength, ILSS)와 파괴인성(critical stress intensity factor, $K_{IC}$)측정을 통하여 알아보았다. 실험결과로부터, 기계적 계면물성은 탄소섬유 표면에 COOH group과 도금된 구리함량이 증가됨에 따라 순차적으로 증가되는 것이 확인되었으나, 도금시간을 길게 하여 과량의 구리가 도입되었을 경우 기계적 계면 물성을 도리어 감소시키는 것으로 확인되었다. 결론적으로 구리함량이 탄소섬유 복합재료의 기계적 계면물성을 결정하는 중요 요소라 판단되나, 최적의 함량이상에서는 계면분리에 의한 물성저하의 원인이 될 수 있다.

• 공업화학
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• 제10권5호
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• pp.789-795
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• 1999

본 연구에서는 비원형의 단-탄소섬유를 이용하여 시멘트 복합재를 제조하고 이 복합재의 특성(건조 수축, 동결 융해저항성, 파괴 인성)을 원형 탄소섬유보강 복합재와 비교하여 연구하였다. 그 결과 섬유의 형상과 길이에 크게 의존하였다. C형 탄소섬유보강 시멘트 복합재의 건조수축저감 효과가 다른 형상의 섬유보강 복합재에 비해 우수하였다. 이 효과는 섬유의 종횡비가 클수록 증가하였다. 또한, 동결융해 저항성은 섬유형상의 영향은 두드러지지 않았으나 섬유길이와 섬유함유율에 따라 증가하였다. 특히, C형 보강 시멘트 복합재의 파괴 인성 및 균열 저항성은 다른 것에 비해 크게 개선되었다. 이는 더 큰 계면으로 파괴에너지를 더 많이 흡수하였기 때문으로 생각된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권3호
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• pp.806-815
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• 1996

The interlaminar fracture behavior of woven laminates under static and cyclic loadings has been studied using DCB(double cantilever beam) specimens. The effects of surface treatment and stiching on the fracture behavior of composite laminates are investigated experimentally. Fracture toughness has been improved by surface treatment because the surface treatment can change the fracture mechanism of laminates. SCB(stitched cantilever beam) model has been proposed to quantify the effect of through-thickness resinforcement(stiching) in improving the delamination crack growth resistance. Distributed loads which are transfered to through-thickness fibers can be calculated by the SCB model. And fracture energy increase due to the distributed load can be predicted by a power function of the distributed load. A new parameter agreed well proposed predict fatigue crack growth rate. The predictions using this parameter agreed well with the experimental data.