• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.21 no.2
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• pp.94-101
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• 2017

Tow Prepreg is the intermediate material for filament winding process that has been "pre-impregnated fiber tow" with resin system. As "dry filament winding" process emerges as a reliable alternative to conventional filament winding (called "wet filament winding") process, interest in tow prepreg as a material for dry filament winding is rising as well. In this article, we have reviewed the recent research trends in carbon fiber tow prepreg for high-performance rocket motor cases, fuel tanks for hydrogen vehicles and other high-quality commercial pressure vessels.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2000.11a
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• pp.17-17
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• 2000

탄소섬유/에폭시 적충복합재는 경량성 및 비강도, 비강성이 우수해 최근 들어 항공기, 자동차, 우주선 등에 대한 적용이 급속도로 증가하고 있다. 그러나 적충복합재 구조물에 있어 최대 약점 중 하나는 적충된 면이 서로 떨어지는 충간분리가 발생 할 수 있다는 것이다. 본 논문에서는 탄소섬유/에폭시 적충복합재의 파괴특성을 향상시키기 위해 프리프레그 (prepreg)를 이온빔으로 표면처리하는 방법에 대해 연구하였다. 즉 프리프레그를 $Ar^+$ 이온도 움반응법에 의해 표면처리 하였으며 이를 적용, 열림모드 파괴특성을 검토하였다. 즉 표준 프리프레그와 표면처리 된 프리프레그를 이용 $0^{\circ}$ 단일방향 DCB(Double Cantilever Beam) 시편을 제작하였으며, 각각의 경우에 대하여 파괴시험을 수행하였다. 파괴시험으로부터 파괴 저항곡선(R-곡선)을 결정하여 이를 비교 검토함으로서 프리프레그의 표면처리가 파괴특성에 미치는 영향을 해석하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 층간분리 길이가 동일한 경우 표면처리한 경우의 컴플라이언스가 표면처리 하지 않은 경우에 비해 작게 나타남을 알 수 있었다. 둘째, 파괴하중 값은 컴플라이언스와 반대현상을 나타낸다. 즉 표면처리한 경우의 파괴하중 이 표면처리 하지 않은 경우에 비해 크게 나타남을 알 수 있었다. 셋째, 표면처리 한 시편의 경우 R-곡선이 향상됨을 알 수 있었다. 즉 표면처리 한 경우의 열림모드 파괴이성, $G_{Ic}$ 값은 표준 시편의 값보다 24% 높았다. 이는 프리프레그의 표면처리 가 충과 충간의 접착강도를 증가시키고 또한 탄소섬유와 에폭시 간의 계면력을 증가시킨데 기인하는 것으로 사려된다.되었으며, duty-on 시간의 증가에 따라 $Cr_2N$ 상의 형성이 점점 많아져 80% duty-on 시간 경우에는 거의 CrN과 $Cr_2N$ 상이 공존하는 것으로 나타났다. 또한 duty-on 시간이 증가할수록 회절피크의 세기가 증가하여 결정화가 더 많이 진행되어짐을 알 수 있었다. 마찬가지로 바이어스 펄스이 주파수에 다른 결정성의 변화도 펄스의 주파수가 증가할수록 박막이 결정성이 좋아지고 $Cr_2N$ 상이 쉽게 형성되었다. 증착 진공도에 따른 결정성은 상대적으로 질소의 농도가 높은 낮은 진공도에서는 CrN 상이 주로 형성되었으며, 반대로 높은 진공도에서는 $Cr_2N$ 상이 많이 만들어졌다. 즉 $1.3{\times}10^{-2}Torr$의 증착 진공도에서는 CrN 상만이 보이는 반면 $9.0{\tiems}1-^{-2}Torr$ 진공도에서부터 $Cr_2N$ 상이 형성되기 시작하여 $5.0{\tiems}10^{-2}Torr$ 진공도에서는 두개의 상이 혼재되어 있음을 알 수 있었다. 박막의 내마모성을 조사한 결과 CrN 박막의 마찰 계수는 초기에 급격하게 증가한 후 0.5에서 0.6 사이의 값으로 큰 변화를 보이지 않았으며, $Cr_2N$ 박막도 비슷한 거동을 보였다.차 이, 목적의 차이, 그리고 환경의 의미의 차이에 따라 경관의 미학적 평가가 달라진 것으로 나타났다.corner$적 의도에 의한 경관구성의 일면을 확인할수 있지만 엄밀히 생각하여 보면 이러한 예의 경우도 최락의 총체적인 외형은 마찬가지로 $\ulcorner$순응$\lr

• Fiber Technology and Industry
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• v.10 no.1 s.37
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• pp.75-87
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• 2006

• Composites Research
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• v.35 no.6
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• pp.412-418
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• 2022

Flame-retardant vinyl ester (VE) resin films were developed from the mixtures of brominated and non-brominated epoxy resins via esterification with methacrylic acid without reactive diluents. The films were used to fabricate carbon fiber (CF) prepregs via a hot melt impregnation process. The viscosity of VE resins suitable for film production was optimized by mixing low-viscosity bisphenol-A and high-viscosity brominated bisphenol-A epoxy precursors. Increasing the bromine content of the cured VE resin further increased the limited oxygen index (LOI) (39%), storage modulus (2.4 GPa) at 25℃ and residual carbonization (16.1%) values compared to non-brominated VE. Manual layup of as-prepared VE prepregs with subsequent curing led to the successful fabrication of CF-reinforced composites with high tensile and flexural strength. The results from the study hold high promise for a styrene-free, environmentally friendly VE composite process in the future.

• Composites Research
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• v.34 no.5
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• pp.269-276
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• 2021

PCM (Prepreg Compression Molding) process is a high-speed molding technology that can manufacture high-quality CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) parts. Compared to the autoclave process, it generates less waste and can significantly reduce cycle time, so various studies are being conducted in the aerospace and automobile industries. In this study, in order to improve the quality of the PCM process, a molding method was developed to increase the compression pressure of the press step by step according to the curing behavior of the prepreg. It was confirmed that this multi-stage compression molding technology is a good means to produce high-quality CFRP products and shorten cycle times. And, the laminated prepreg at room temperature was immediately put into the mold and preheated and molded at the same time, so that it could be molded without a separate preheating process. In addition, as a result of applying the same process conditions optimized for flat plate molding to three-dimensional shapes, a product similar to a flat plate in appearance could be made without the process of establishing process conditions.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2006.11a
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• pp.223-225
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• 2006

In this study, the graphite/epoxy prepregs were surface-treated using oxygen plasma, and optimal treatment time was determined measuring the contact angle en the prepreg surface. Interlaminar fracture behavior of surface-treated graphite/epoxy composite was compared with that of regular (untreated) graphite/epoxy composites. The results showed that the contact angle was a minimum when treated for 30 minutes. The interlaminar fracture toughness of surface-treated specimen was improved about 15% compared with that of regular specimen.

• Journal of the Korean Society of Mechanical Technology
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• v.13 no.2
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• pp.1-7
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• 2011

The CFRP composite has a lot of merits such as mechanical characteristic, light and thermal resistance. For these merits, CFRP is applied to so many industrial area. In order to use the composite materials in the aircraft structures or machine elements, accurate surfaces for bearing mounting or joints must be provided, which require precise, machining. In this study, the specimens differentiating the stacking sequence of 5kinds were used. When drilling the carbon fiber reinforced plastics, it was checked on whether the stacking sequence reached any effect on the cutting force. Also relationship between the drill diameter is examined from the drilling experiment, which is the drilling of Fabric, Unidirectional specimen with ∅6mm, ∅10mm, ∅12mm cemented carbide drill. Considering cutting force and drilling diameter, the results are analyzed.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1995.05a
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• pp.23-29
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• 1995

Fafbric 4종, 수지2종과 상용화된 프리프레그 2종에 대한 내열특성에 관하여 비교 연구 하였다. Fabric의 특성은 알려진 바와 같이 PAN계 카본 fabric의 경우 내삭마성은 우수하나 단열성능이 떨어지고, Rayon계의 경우는 그 반대이다. 공정성면에서는 rayon spun yarn으로 제직한 경우가 가장 우수한 것으로 나타났다. Spun PAM으로 제직한 경우는 직조후 탄화공정을 채택함으로써. 노즐재료로서 PAN계 탄소섬유의 사용을 가능하게 하였지만 즉 공정성은 좋으나 단열성 및 내삭마성 모두가 떨어졌다. F940수지의 경우는 SC1008과 페놀수지의 화학적특성은 다소 차이가 있으나 물리적특성이나 열적특성은 거의 유사한 것으로 나타났다. 프리프레그의 제조는 각수지와 Fabric의 조건에 맞게 R/C, V/C를 조정하여 코팅하였다. 토오치 테스트등 결과들을 종합해보면 전체적인 노즐재료로서의 성능은 아직은 Rayon계 카본이 우수한것으로 판단할수 있으나, 보다 정확한 평가를 위해서는 실제 노즐 테스트가 필요하다.

• Composites Research
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• v.28 no.5
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• pp.249-253
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• 2015

This paper reports a study on a method for achieving lightweight thermoplastic laminate composites referred to as tow spreading technology. Thickness of an unspread 12 K carbon fiber tow is reduced by increasing the tow width from 7 mm to 20 mm. The polypropylene (PP) film was used to stabilize and impregnate the spread tow, covering it into a partially consolidated prepreg: 12 K carbon fiber spread tow/PP. Laminates were fabricated from the spread tow prepreg and control laminate composites were produced from unspread tow prepreg consisting of 12 K carbon fiber and PP. The void content, tensile and flexural properties of the composite laminates were investigated. Consequently, the spread tow laminate composite exhibited lower void content and improved mechanical properties.

• Composites Research
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• v.33 no.3
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• pp.153-160
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• 2020

In this paper, hexagonal boron nitride (h-BN) particles were added between the sheets of prepreg, and the effect of on many properties of BN-embedded carbon fiber reinforced plastics was investigated. The amount of BN particles which corresponds with 0 to 15 wt% of total resin weight was used as an additive material. The tensile strength and the inter-laminar shear strength of BN-embedded CFRP samples were improved by maximally 13.6%, and 6.7%, respectively. The tendency changes of thermal, electrical conductivities and the morphology of cross-section of CFRPs were also observed. This study suggests the possibility of controlling the characteristics of carbon fiber-BN-epoxy composites to use for aerospace applications.