• Title/Summary/Keyword: 섬유 배열

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평직 CFRP 복합재료의 인장강도 및 파괴저항성 특성 평가 (Evaluation of tensile strengths and fracture toughness of plain weave composites)

  • 박순철;강성수;김국용;최정훈
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권8호
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    • pp.862-868
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    • 2013
  • 직조 형태의 복합재료의 파손 메커니즘은 복합적이다. 지금까지 평직 복합재료를 대상으로 많은 연구가 이루어졌으나, 파괴 저항성 거동은 아직도 표준화 되지 못한 실정이다. 또한 섬유배열방향에 따라 다른 거동을 보인다. 그래서 하중방향에 대한 섬유배열방향에 따른 파괴 저항성 평가가 필요하다. 이에 본 연구에서는 평직 CFRP 복합재료를 대상으로 다양한 섬유배열방향에 따른 파손강도 및 파괴 저항성 평가를 수행하였다.(섬유배열 방향: $0^{\circ}$, $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$) CT 시험편을 이용하여 모드 I 조건으로 시험을 수행하였다.

CNT와 Graphite 나노/마이크로 입자 배열에 의한 나노복합재의 제작과 기계적 강성 및 방사능 차폐 특성 평가 (Nano-Composite's Mechanical and Radioactive Barrier Characteristics by Nano Size CNT & Graphite Particles Alignment)

  • 조희근
    • Composites Research
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    • 제26권6호
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    • pp.355-362
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    • 2013
  • 복합재료 중 가장 많이 사용되는 탄소계 나노복합재의 성능 향상에 대한 연구가 수행되었다. 나노 사이즈의 탄소나노튜브(CNT)와 마이크로 사이즈의 그레파이트(Graphite) 입자를 일정한 형태로 배열하여 나노복합재를 제작하였다. 입자를 배열하기 위하여 전기장을 활용하였다. 일정한 방향 혹은 형태로 배열된 입자는 에폭시 기지 속에서 섬유강화 복합재 처럼 일정한 방향으로 강성의 향상을 나타낸다. 복합재의 구조적 강성이나 물리적 특성은 강화 입자의 배열상태에 따라 매우 달라지게 된다. 본 연구에서는 특히 탄소나노튜브와 그레파이트 강화입자의 전기장 배열에 의해서 만들어진 나노복합재의 강성 및 방사능 차폐특성을 규명하였다. 전기장에 의한 입자의 배열로 만들어진 탄소계 복합재는 구조적 성능뿐만 아니라 물리적인 방사능 차폐에서도 훌륭한 특성을 나타내었다.

오픈 앤드 로우터 방적사의 섬유 이주거동에 관한 연구 (I)

  • 김영률;허유;류운영
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.160-165
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    • 1998
  • 방적사의 물성은 실을 구성하는 섬유의 물성 뿐만 아니라 실의 구조에 따라 달라지며 실의 구조는 섬유의 배열상태와 기하학적 배치구조에 따라 결정된다. 지난 수십년 동안 재래식 시스템으로 방적된 단섬유 방적사의 구조에 대하여 폭넓은 연구가 이루어져 왔으며 링방적법에 비해 생산성을 높이기 위하여, 오픈엔드 정방, 에어젯 정방, 셀프 트위스트 정방 및 랩 정방등 많은 혁신 방적기술이 개발되었다.(중략)

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XRD를 이용한 고강성 탄소섬유의 이산화탄소 산화 중에 발생하는 구조변화 해석 (Microstructural Evaluation of $CO_2$ Oxidation Process of High Modulus Carbon Fibers by XRD Analysis)

  • 노재승
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.228-228
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    • 2003
  • 고강성 탄소섬유는 높은 비강도 및 고 강성 특성 때문에 탄소-탄소 복합재료의 가장 우수한 강화재로 각광을 받고 있다. 이 섬유는 미세 결정립의 높은 이방성을 나타내며, 이러한 높은 흑연화 특성은 기계적, 전기적, 전기적 그리고 화학적 특성 등을 좋게한다. 이러한 모든 방면에서의 우수한 특성 때문에 항공우주 재료분야에 의심 없이 가장 우수한 재료로 고려되고 있다. 이렇게 가벼우면서 고온강도가 요구되는 재료로써 탄소재료가 이용되면서 rocket의 nozzle이나 nosecone으로의 응용에는 고온 산화가 중요한 연구주제로 대두되어 왔다. 탄소재료의 산화반응은 결정구조 인자 및 그 배열에 가장 큰 영향을 받는다고 알려져 있는데, 출발원료 및 제조 조건에 따라 그 구조 및 배열이 현격하게 달라진다. 탄소재료의 구조 해석은 주로 TEM과 XRD를 이용해 왔다. 많은 연구자들은 오래 전부터 탄소재료 연구에 TEM에서 얻은 상이 불확실하고 문제가 있다고 보고하였고, 최근 TEM 장치의 발달과 더불어 실제 구조를 얻기가 가능함을 보여주고 있다 그러나 TEM 시편은 여전히 작고 시편으로부터 얻는 정보는 불과 nm 수준이다. 따라서 일반적으로 TEM으로 얻은 정량적인 정보는 불과 특정한 점에서의 정보이기 때문에 여전히 논란의 소지가 많다. XRD는 탄소재료의 미세구조 해석을 위하여 가장 널리 이용되는 분석기기이다.

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목재와 목질보드 복합적층재의 휨강도성능 (Static Bending Strength Performances of Hybrid Laminated Woods Composed of Wood-Wood Based Boards)

  • 박한민;문성재;최윤은;박정환;변희섭
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제37권6호
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    • pp.546-555
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    • 2009
  • 이 연구에서는 목재의 효율적인 이용의 일환으로 스프루스 직교형적층재의 중층을 중밀도섬유판(medium density fiberboard, MDF), 파티클보드(particle board, PB) 및 배향성스트랜드보드(oriented strand board, OSB)의 3종류의 시판용 목질보드를 복합적층한 3층 목질계 복합적층재(패널)를 제작하여, 중층목질재료라미나의 구성엘리멘트가 복합적층재(패널)의 휨 강도성능에 미치는 영향을 조사하였다. 목질계 복합적층재의 휨 탄성계수는 중층에 배향성스트랜드보드(OSB)를 배열한 복합적층재에서 가장 높은 값을 나타내었고, 중밀도섬유판(MDF)을 중층에 배열한 복합적층재에서 가장 낮은 값을 나타내었다. 이 값은 중층에 섬유직각방향라미나를 배열한 다양한 종류의 직교형적층재 보다 높은 값을 나타내는 것이 확인되었다. 표층이 스프루스 섬유직각방향으로 된 복합적층재의 휨 탄성계수 예측치는 실측치와 비슷한 값을 나타내었으나, 표층이 스프루스 섬유방향으로 된 복합적층재의 휨 탄성계수 예측치는 실측치보다 높은 값을 나타내었다. 복합적층재의 휨 강도는 배향성스트랜드보드(OSB)를 중층에 배열한 타입에서 가장 높은 값을 나타내었고, 파티클보드(PB)를 중층에 배열한 타입에서 가장 낮은 값을 나타내어 휨 탄성계수와 약간 차이를 나타내었다. 복합적층에 의해, 복합적층재의 휨강도 성능의 이방성은 스프루스소재의 그것에 비해 현저히 감소하였고, 보드상호간의 강도성능의 차이도 현저히 감소하는 것이 확인되었다.

유연수지를 기지재료로 하는 복합재료의 비선형거동 예측 (Prediction of Non-linear Behavior of Flexible Matrix Composites)

  • 서영욱;우경식
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권10호
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    • pp.24-31
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    • 2006
  • 본 논문에서는 유연수지 복합재료에 대하여 기하학적 비선형해석을 수행하였다. 실제 랜덤한 섬유배열을 사각배열과 육각배열로 가정하고 각각에 대해 단위구조를 정의하였다. 다양한 하중상태를 수치적으로 모사하여 단위구조해석을 통해 전체 구조물의 응력-변형률 선도를 예측하였고 이로부터 등가물성치를 계산하였다. 해석시 유연수지의 초탄성 성질을 정의하기 위해 Mooney-Rivlin모델을 사용하였다. 계산결과, 유연수지 복합재료 구조물은 변형률 증가에 따라 비선형의 응력-변형률 관계를 보였다. 비선형성은 횡방향 하중 상태에서 더욱 두드러지게 나타났으며, 이 경우 복합재 단면의 섬유배열 형태에 따라 상당한 차이를 보여주었다.

폴리에스터섬유에의 인디고 염착특성 (Dyeing Characteristics of Indigo on Polyester Fibers)

  • 홍진표;김태경;손영아
    • 한국염색가공학회:학술대회논문집
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    • 한국염색가공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.43-46
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    • 2003
  • 폴리에스터 섬유는 강도, 탄성 및 구김회복성 등의 우수한 기계적 성질로 말미암아 의류용 및 산업용소재로 광범위하게 사용되고 있지만 구조적으로 결정성이 크고 치밀한 분자배열 등의 섬유 특성으로 염료와의 결합성에 제한이 있으므로 염색은 대부분 소수성 염료인 분산염료에 의존하고 있다. 그러나 세탁에 의한 색상강도 저하 및 탈착 염료에서 기인되는 오염 등의 문제로 폴리에스터 섬유에도 우수한 견뢰도 특성이 요구되어 인디고 배트염료를 이용하여 염착특성을 조사해 보고자 한다. (중략)

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FRP 복합재료의 온도변화 및 제작인자별 비선형 전단거동 조사 (An Investigation on the Nonlinear Shear Behavior of FRP Composites Considering Temperature Variation and Fabricating Parameters)

  • 정우영;황진섭
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.833-841
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    • 2013
  • 복합재료의 경우 다양한 재료에 따라 제작이 가능하며 이들 완성재료의 경우 다양한 재료특성을 나타낸다. 이 연구는 건설용 FRP복합재료의 재료특성 중 선형거동이 뚜렷이 나타나는 인장, 압축과는 달리 비선형 거동이 발생되는 전단거동 특성에 대한 실험적 연구로서 ASTM D4255 규정에 의한 2-Rail 전단시험 방법을 토대로 각각의 시편들을 제작, 실험결과를 분석하였다. 고려된 실험변수로는 함침 수지류의 종류와 섬유 체적비, 섬유배열 방향 및 온도 특성, 공장용 생산제품의 균질성 등을 고려하였다. 섬유배열 방향에 따른 특성조사의 경우 섬유 배열방향을 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 각각 시편을 제작하였으며, 온도에 따른 외부환경 변화에 의한 FRP재료의 전단거동을 조사하기 위하여 실험온도를 $25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $60^{\circ}C$, $80^{\circ}C$로 각각 고려하여 시험을 수행하였다. 이 연구를 통하여 대부분의 복합재료 시편에서 비선형 전단거동이 확인되었으며 비닐에스테르수지를 사용하고, 높은 섬유체적비와 $45^{\circ}$의 섬유배열방향을 가진 시편에서 비선형 전단거동이 가장 두드러지게 나타나는 것으로 조사되었다. 온도변화에 따른 실험결과의 경우, 온도가 증가함에 따라 전단 내 비선형 거동의 감소가 나타났으며 공장용 제작제품의 경우 hand lay-up 제작시편에 비하여 비선형 전단거동이 비교적 동등하게 나타냈다.