• Composites Research
• /
• 제30권2호
• /
• pp.126-131
• /
• 2017

복잡한 형상의 구조 건전성 모니터링을 위해서는 높은 취성 등 기존 센서의 단점을 보완 할 수 있는 매우 유연하고 내구성이 확보된 센서가 필요하다. 본 연구에서는 전기활성고분자의 한 종류인 Polyvinylidene fluoride trifluoroethylene (PVDF-TrFE)를 사용하여 직물센서를 제작하였다. 또한 제작된 직물센서를 복잡한 형상을 가지는 탄소섬유/에폭시 복합재료 구조물에 적용하여 구조 건전성 모니터링을 위한 도구로써 활용 가능성을 평가하였다. 복합재료 구조물의 손상 반응과 파손 메커니즘을 분석하기 위해 다중간헐적 압축시험을 수행하였다. 시험 과정에서 복합재료 구조물에 삽입된 직물센서는 전기적 신호를 발생 (0.05 V-0.25 V)하며 실시간으로 균열발생과 균열위치를 감지해냈다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.15-20
• /
• 2017

본 연구에서는 입자강화 복합재료의 파괴에너지와 변위장 특성에 대하여 분석하였다. 재료가 노출될 수 있는 온도인 상온, $-40^{\circ}C$와 $-60^{\circ}C$에서 쐐기쪼갬 시험을 수행하여 각 온도에 따른 재료의 파괴에너지를 산출하였다. 변위장과 변형률장은 DIC법을 활용하여 가시화 하였으며, 변위장은 DIC를 이용한 표시추적방법에 의해 측정하였다. 시험 결과, 온도가 낮아질수록 파괴에너지는 감소하였다. 표면 변위장은 상온과 $-40^{\circ}C$에서 유사하였고, $-60^{\circ}C$에선 입자강화 복합재료의 취성거동으로 인하여 크게 감소하였다. 변형률장에선 온도가 내려갈수록 전체적인 변형률범위가 감소하였다.

• 접착 및 계면
• /
• 제4권1호
• /
• pp.18-27
• /
• 2003

Micromechanical 시험법과 표면 젖음성 측정을 이용하여 플라즈마 처리된 생분해성 poly(p-dioxanone) (PPDO) 섬유강화 poly(L-lactide) (PLLA) 복합재료의 계면물성과 미세파괴 분해메카니즘을 연구하였다. PPDO 섬유강화 PLLA 복합재료는 장기간의 사용기간 동안 우수한 기계적 물성을 제공할 수 있다. PPDO 섬유와 PLLA 기지재료의 분해정도는 열분석과 광학적인 관찰을 통해서 확인하였다. PPDO 섬유와 PLLA 기지재료 사이의 계면전단강도와 접착일은 플라즈마 처리 시간이 60초 일때 가장 컸으며, 접착일과 polar 표면자유에너지는 계면전단강도와 비례하였다. 초기상태의 PPDO 섬유는 연성파단 형상이 나타났으나, 분해시간이 진행됨에 따라 분자량 감소로 인해 점차적으로 취성 파단 형상으로 변하였다. 계면물성과 미세파괴 분해메카니즘은 분해가 진행됨에 따라 변하기 때문에 섬유강화 생분해성 복합재료의 성능을 조절하는데 중요한 요인들이다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.139-150
• /
• 2010

기둥은 하중 상태에 따라서 축하중과 횡하중 등에 영향을 받는 주부재로서 많이 사용되어지고 있다. 일반적으로 철근 콘크리트(Reinforced Concrete Column, R.C. Column)이 가장 많이 설계 및 시공되고 있으며, 그 밖에도 콘크리트 충전 강관(.Concrete Filled Tube, CFT) 기둥과 같은 복합재료의 기둥이 최근 현장에 많이 적용되어 건설이 진행되고 있는 실정이다. 철근 콘크리트 기둥의 자중의 감소와 사용 재료의 절감을 위하여, 기존의 기둥에 중공부를 두는 중공 R.C 기둥이 사용되고 있다. 중공 RC의 경우 동일 단면적을 갖는 일반 R.C기둥에 비하여 큰 단면이차모멘트를 갖게 되므로 더 효율적인 단면 활용이 가능하다. 그러나 위와 같은 장점이 있는 것과는 반대로, 중공 R.C 기둥은 내측면의 취성파괴로 인하여 낮은 연성 거동을 할 가능성이 높다. 이러한 내측면의 취성 파괴는 기둥 외측면의 경우 횡철근에 의해 구속되어 있으나, 내측면의 콘크리트에는 구속력이 작용하지 않는다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 중공면에 구속력을 작용시켜, 콘크리트를 3축 구속 상태로 만들어 주어야 한다. 이를 해결하기 위해서 중공 R.C. 기둥 중공부에 강관을 삽입함으로서 중공 기둥 내의 콘크리트를 3축 구속 상태로 만들어주는 내부 구속 중공 R.C 기둥(Internally Concfined Hollow Reinforced Concrete, ICH R.C)이 기존연구자에 의해서 제시되어졌다.(Kang & Han, 2005) 본 연구에서는 ICH RC 기둥의 열전달 해석 및 비선형 재료모델 프로그램을 이용하여 내화 성능을 분석하였으며, 중공비, 피복콘크리트의 두께, 내부강관의 두께를 변수로 선정하여 매개변수를 수행함으로서 내부 구속 중공 RC 기둥의 내화 성능을 증가 시켜주는 인자를 찾아내고 분석하였다.

• Composites Research
• /
• 제30권2호
• /
• pp.94-101
• /
• 2017

$ZrB_2$, ZrC, $HfB_2$, HfC 및 TaC 등의 초고온 세라믹스들은 극초음속 체계의 노즈콘, 로켓 노즐 및 리딩 엣지 등에 적용하기 위하여 최근 활발한 연구가 진행되고 있다. 그러나 그 실제 적용은 다양한 원인 때문에 제약받고 있는데 취성 특성에 의한 낮은 열충격 저항 특성이 그 원인 중 하나이다. 그러한 문제는 세라믹 섬유강화 복합재료를 제조함으로써 개선될 수 있다. 본 리뷰에서는 초고온 세라믹스의 개념과 초고온 세라믹스 섬유강화 복합재료(UHTC-CMC)의 제조 공정 및 평가에 대하여 간단히 정리하였다. 또한 UHTC-CMC의 제조를 위한 세계적인 연구를 요약하였으며 한국에서 수행중인 초고온 세라믹스 연구에 대해 간단히 소개하였다.

• Composites Research
• /
• 제16권2호
• /
• pp.62-67
• /
• 2003

Microdroplet 시험법과 전기저항 측정을 이용하여 탄소섬유강화 epoxy-AT-PEI 복합재료의 손상 감지능 및 계면물성평가에 대한 연구를 수행하였다. AT-PEI 함량이 증가함에 따라 기지재료의 파괴인성은 증가하였으며, 이로 인한 에너지흡수 메커니즘에 의해서 계면전단강도 역시 증가하였다. Microdroulet 시험에서 순수 에폭시는 취성파괴 현상을 그리고 15 phr AT-PEI의 경우에는 파괴인성의 증가로 인해 연성 파단 현상을 관찰할 수 있었다. 경화 후에 열 수축에 의한 전기저항 변화는 AT-PEI 함량 증가에 따라 증가하였으며. 가변하중 하에서 순수 에폭시에 함침된 탄소섬유의 같은 응력까지의 도달시간과 기울기는 15 phr AT-PEI의 경우보다 더 빠르고 높았다. 경화과정과 가역적인 하중 하에서의 전기저항 측정으로부터 얻은 결과는 기지재료의 파괴인성과 잘 일치하였다.

• 폴리머
• /
• 제25권2호
• /
• pp.218-225
• /
• 2001

복합재료의 기계적 계면 특성을 향상시키기 위하여 탄소섬유에 무전해 니켈도금 표면처리를 하였으며, 표면처리된 PAN계 탄소섬유를 에폭시수지에 함침시켜 프리프레그법으로 일방향 탄소섬유/에폭시수지 복합재료를 제조하였다. 본 연구에서는 무전해 니켈도금으로 유기된 취성-연성 전이 특성을 가지는 Ni-P 합금의 양에 따른 복합재료의 층간전단강도(ILSS)와 충격강도의 차이를 조사하였다. 또한, 탄소섬유 표면 특성의 변화를 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)로 측정하였다. 그 결과, 무전해 니켈도금된 탄소섬유 표면의 $O_{ls}$ /$C_{ls}$ 비 또는 니켈 (Ni)과 인 (P)이 증가되었으나 ILSS의 향상에는 큰 영향을 미치지 못하는 것을 알 수 있었다. 그러나, 무전해 니켈도금으로 탄소섬유 표면에 도입된 Ni-P 합금은 복합재료의 연성에 따른 충격강도를 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제9권3호
• /
• pp.311-321
• /
• 2021

콘크리트의 낮은 인장강도와 취성적인 특성 등의 약한 재료 특성을 개선하기 위하여 수년간 하이브리드 섬유보강 콘크리트에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 비정질 강섬유와 유기섬유를 이용한 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 특성에 관한 연구는 미진한 실정이다. 본 논문의 목적은 비정질 강섬유와 폴리아미드 섬유를 이용한 고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 압축 및 인장 거동을 평가한 후 이들에 대한 재료모델을 제안하는 것이다. 이를 위하여 목표 압축강도 40MPa 및 60MPa 각각에 대해서 비정질 강섬유와 폴리아미드 섬유를 총 부피비 1.0%로 설정하여 섬유 조합별로 고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트를 제작한 후, 압축 거동 및 인장 거동을 평가하였다. 고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 실험결과를 바탕으로 압축 및 인장거동에 대한 재료모델을 제안하였으며, 제안한 모델은 실험결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.53-57
• /
• 2017

현재 전자 기기에서 가장 대표적인 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 필름으로, 우수한 전기적 물성과 광학적 성질로 인해 터치패널, 발광 소자 등 다양한 곳에 사용 중이다. 하지만, 세라믹 재료가 가지는 취성으로 인해, 유연 전자 소자와 같은 곳에 적용할 경우 기계적 변형 중 취성 파괴가 일어나기 쉬우므로 각별한 주의가 필요하다. 본 연구에서는 PET 위에 증착한 ITO 필름에 비틀림 변형이 가해졌을 경우 나타나는 기계적 파괴 및 이에 따라 발생하는 전기적 물성 변화에 대해 연구하였다. 다양한 형태의 시편을 준비하여 비틀림 변형 시 ITO 필름의 전기적 안정성에 대해 연구하였고, 시편의 길이가 길수록 폭이 클수록 면적이 작을수록 비틀림 변형에 취약한 것으로 나타났다. 이를 비틀림 변형 시 발생하는 복합 응력을 고려하여 ITO 필름의 비틀림 안정성에 대해 연구하였다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
• /
• pp.79-79
• /
• 2011

최근 플라스틱 제품의 사용후 폐기에서 발생 되는 환경적인 문제점들이 대두 되고 있는 가운데, 이러한 제품에 대한 친환경적인 재료 설계에 대한 요구가 거세지고 있는 실정으로 플라스틱 업계의 사활이 걸릴 정도의 중요한 문제로 부각되고 있다. 본 연구에서는 이러한 플라스틱 제품의 치명적인 환경적인 문제점을 극복하고자, Matrix 물질이 되는 플라스틱에서 부터 친 환경적인 생분해성 수지를 사용하면서, 물성의 강화제로써 천연물 유래의 여러 종류의 섬유를 사용하고자 하였다.가장 보편화된 생분해성 플라스틱인 지방족 폴리에스테르 계통의 생분해성 수지와 Polylactic acid에 대해 검토를 하였다. 지방족 폴리에스테르 의 경우는 기존 플라스틱 제품과 비교해서 유연하고, 신장율이 높고, PLA 대비 내열 사용한계 온도도 높아서 물성적인 측면에서 상당한 장점을 가지고는 있으나 가격이 매우 고가이므로, 기존 플라스틱을 대체하는 것에는 문제점이 있다. 반면 PLA의 경우 지방족 폴리에스테르 대비 절반 이하의 가격이고 기계적 강도 또한 매우 높기 때문에 기존의 플라스틱을 대체할 수 있는 가장 유력한 물질로 대두 되고 있으나, 사출물과 같은 충격이 요구되는 제품에 있어서는 PLA 고유의 약한 취성이 가장 큰 단점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 이러한 PLA를 기반으로 PLA의 장점이 기계적 강성을 유지하면서, 취성을 보완하기 위해 PBS를 혼합 할 수 있는 기술을 개발하였으며, 또한 원재료의 Cost를 줄이고, PBS 혼합에 따른 PLA의 기계적 강도 감소를 보완하기 위해 천연물 유래의 Wood fiber, Starch, Bamboo fiber, Cellulose fiber, Paper fiber 와 같은 각종 천연 Filler를 사용하여 기계적 기계적 강도 감소를 최소화 하였다.