• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.341-345
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• 2020

열중량분석기를 적용하여 탄소섬유/에폭시 복합재의 구성재 함유량을 평가하기 위한 측정기법을 제시하였다. 시험에 사용된 시료는 탄소섬유/에폭시 토우 프리프레그로 제작된 스트랜드 시편에서 채취하였으며 시간에 따른 시료의 무게 변화를 실시간으로 측정하였다. 또한 전자현미경을 이용하여 수지 제거 여부와 탄소섬유의 열손상 상태를 관찰하였다. 연구결과에 따르면 열중량분석기를 적용하면 기존의 머플로를 적용한 경우에 비해 소량의 시료에 대해서도 시험이 가능하며, 설정 온도와 노출 시간을 제어함으로써 구성재의 함유량을 효율적이고 정량적으로 평가할 수 있음을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.336-341
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• 2016

본 논문에서는 복합재 풍력 블레이드를 위한 CNT 코팅 유리섬유의 전자기적/기계적 적용성에 대한 연구를 수행하였다. MW급 이상의 대형 복합재 블레이드는 민수용/군수용 레이더와의 신호간섭 문제로 인한 발전단지 위치선정 제약과 무게 증가에 따른 발전효율 저해, 구조적 건전성 부족에 따른 수리비용 증가의 당면과제를 안고 있다. 이에 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하기 위한 방안으로 CNT 코팅 유리섬유를 제안하였다. 먼저 제안된 CNT 코팅 공정을 통해 유리섬유 표면에 CNT를 강력히 코팅하고, Va-RTM을 통해 CNT 코팅/유리섬유 에폭시 복합재를 제작하여 전자기적/기계적 물성을 평가하였다. 또한 전자파 흡수체 설계/제작 및 시험/평가를 통해 X-band의 8.3~12.1 GHZ에서 90% 이상 전자파 흡수성능을 가짐을 검증하였다. 이와 더불어 기계적 물성 시험/평가를 통해서 인장, 압축, 면내전단 강도/강성의 모든 기계적 물성이 향상됨을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제5권2호
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• pp.215-222
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• 1995

C형 및 중공형 탄소섬유는 방직(spinning)시 홀의 전단응력을 원형의 그것에 비해서 더 광범위하게 걸쳐받게 됨으로 분자배향을 고도로 유도할 수가 있다. 핏치계 이방성 중공 및 C형 탄소섬유 강화재의 축 횡방향 열전도도를 에폭시 모재 하에서 실험하였다. 열이방성 정도에 있어 원형 탄소섬유 보강재인 경우 50 정도 였으나, C형과 중공형 보강재는 최고치로 대략 130과 118 정도를 보임으로써 원형 강화재 보다 200%이상 우수한 열이방성을 보였다.

• 공업화학
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• 제27권5호
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• pp.472-477
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• 2016

본 연구에서는 전류밀도 변화에 따른 탄소섬유의 양극산화 처리가 탄소섬유 표면과 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면결합력에 미치는 영향을 고찰하였다. 양극산화 처리된 탄소섬유 표면 특성은 원자간력 현미경(Atomic force microscope, AFM)과 전계방사형 주사전자현미경(Field emission-scanning electron microscope, FE-SEM), 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR) 및 X선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)으로 분석하였으며, Short beam 전단시험을 통해 표면처리에 따른 탄소섬유 강화 복합재료의 계면 전단강도를 측정하였다. 실험 결과 전류밀도가 증가함에 따라 탄소섬유 표면의 거칠기와 산소관능기의 함량의 증가와, 탄소섬유 강화 복합재료의 층간전단강도(Interlaminar shear strength, ILSS)의 향상 및 페놀릭 하이드록실 그룹과의 비례관계를 확인하였다. CF-2.0 시편의 층간전단강도는 87.9 MPa로 CF-AS 시편에 비해 약 4% 증가하였는데, 이러한 결과는 양극산화 처리가 산소관능기와 탄소섬유 표면 거칠기의 증가를 유도하여 탄소섬유와 수지의 계면 결합력이 증가된 것으로 판단된다. 그중 층간전단강도와 비례관계인 페놀릭 하이드록실 그룹은 탄소섬유 강화 복합재료의 계면결합력을 향상시키는 중요한 요소라 판단된다.

• 폴리머
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• 제33권6호
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• pp.530-536
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• 2009

고리지방족 에폭시와 산무수물 경화제계에 탄소단섬유(SCF)와 유리단섬유(SGF)를 첨가하여 복합재를 제조한 다음 이들의 열적/기계적 특성을 조사하였다. 열기계분석법으로 측정된 열팽창계수(CTE)의 감소 효과를 보면 낮은 단섬유 함량에서는 두 섬유가 거의 비슷하나, 함량이 증가하면 SCF가 SGF에 비해 훨씬 효과적이었다. SCF 강화 복합재에 대한 CTE 실험값을 이론식에 적용해 본 결과 함량이 낮을 때는 혼합법칙(mixture rule)에 잘 맞으며, 함량이 높아지면 Craft-Christensen 식에 근접하였다. 또한, 유리상($30^{\circ}C$과 고무상($180^{\circ}C$)에서의 저장탄성률은 단섬유를 첨가하였을 때 크게 증가하였다. 전자주사현미경(SEM)으로 파단면을 관찰하여본 결과 이와 같은 결과는 단섬유와 에폭시 매트릭스간의 계면접착력과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제9권6호
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• pp.894-900
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• 1998

탄소섬유 복합재료의 층간전단 강도의 손상없이 충격강도를 향상시키기 위하여 반응성을 가진 유연한 고분자 물질 (MVEMA(poly(methyl vinyl ether-co-maleic anhydride)) 및 EMA (poly(ethylene-co-maleic anhydride)) 전착을 이용하여 탄소섬유와 에폭시 기지재료 사이에 계면상으로 도입하는 방법을 고려하였다. 따라서 계면상 물질의 MVEMA 및 EMA의 탄소섬유에의 전착수율에 대한 공정변수의 영향을 체계적으로 평가하였다. 염기성 수용액상에서 anhydride기를 가진 고분자의 전착 메카니즘은 -OH기의 공격에 의한 $RCOO^-$기의 생성에 기인함을 적외선 분광분석으로 확인하였다. 농도, 전류밀도, 반응시간의 증가에 따라 전착수율이 증가하였으며, 과도한 산소 버블의 발생은 전착된 고분자를 탈착시켜 수율을 감소시켰다. 흐르는 물에서 세척을 할 경우 탄소섬유와의 결합력이 없는 전착고분자는 쉽게 제거되어 0.5 wt% 정도의 전착 고분자만 잔류하였다.

• Composites Research
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• 제21권4호
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• pp.15-21
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• 2008

단일 탄소섬유에 부착된 반구형 미소본드 시험편을 제사하여 에폭시수지와 난소섬유사이의 계면전단강도를 평가하였다. 반구형 미소시험편의 경우, 드랍레트 미소접합시험편 및 역반구형 미소접합시험편과 비교하여 계면강도측정값들이 높은 회귀계수 및 삭은 편차를 보여주었다. 이는반구형 시험편의 메니스커스 부분이 다른 미소시험편보다 작으며 핀홀 부하장치의 선단과 접촉하고 있는 수지부분에서 응력집중이 감소했기 때인 것으로 사료된다. 이들 시험에 대한 유한요소해석결과, 반구형시험편에서는 수지/섬유의 계면부를 따라 전단응력분포가 응력모드의 전환이 없이 안정하였다. 또한 이들 계면강도 측정데이터는 미소 바이스의 선단과 핀홀 판의 선단과 같은 부하장치의 종류에 따라 달라졌음을 알았다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.391-401
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• 1995

Several tests of the Double Cantilever Beam(DCB) were carried out for influence of the fiber orientation on the Mode I of the interlaminar fracture behavior in the Carbon/Epoxy composites. The interlaminar fracture toughness of Mode I was estimated based on the energy release rate of Mode I, $G_{I}$. The fracture toughness at crack initiation, $G_{IC}$, increases from type A to type E. The fracture toughness, $G_{IR}$ , is almost constant macroscopically for type A and type E when crack propagates. $G_{IR}$ for types B, C, D increases rapidly at the beginning of the crack growth then it decreases gradually. The fracture surface observation by SEM was also obtained the same results. Consequently the influence of the fiber orientation on the Mode I Interlaminar fracture behavior was made clear.ear.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.131-138
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• 2014

Highly conductive bipolar plate for polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) was prepared using phenol novolac-type epoxy/graphite powder (GP)/carbon fiber filament (CFF) composite, and a rubber-modified epoxy resin was introduced in order to give elasticity to the bipolar plate graphite fiber (GF) was incorporated in order to improve electrical conductivity. To find out the cure condition of the mixture of novolac-type and rubber-modified epoxies, differential scanning calorimetry (DSC) was carried out and their data were introduced to Kissinger equation. And tensile and flexural tests were carried out using universal testing machine (UTM) and the surface morphology of the fractured specimen and the interfacial bonding between epoxy matrix and CFF or GF were observed by a scanning electron microscopy (SEM).

• Composites Research
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• 제30권6호
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• pp.365-370
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• 2017

탄소섬유 강화 열가소성 수지 복합재료(Carbon fiber reinforced thermoplastic composites; CFRTPs)의 물성은 다양한 요인들에 영향을 받는다. 그 중에서도 탄소섬유 표면에 Sizing되어 있는 에폭시(Epoxy) 층은 열가소성 수지와 상호 작용(Interaction)이 없어 매우 취약한 계면을 형성하며, 열가소성 수지의 높은 용융 점도(Melting viscosity)는 탄소섬유 다발(Bundle) 사이로 함침(Impregnation)이 어려워 탄소섬유 강화 복합재료 내부에 기공(Void)를 형성한다. 이와 같이 탄소섬유와 열가소성 수지 간의 낮은 계면전단강도(Interfacial shear strength)은 탄소섬유강화 열가소성 복합재료(Carbon fiber reinforced thermoplastic composites; CFRTPs)의 기계적 물성을 저하시키는 가장 중요한 요인 중 하나이다. 따라서, 본 연구에서는 열가소성 수지와의 상호작용이 없는 탄소섬유 표면의 에폭시 층을 열풍을 통해 제거하고, 열가소성 수지의 점도를 낮춰 함침도를 향상시키기 위해서 용액형 열가소성 수지를 제조하여 탄소섬유 표면에 Sizing 처리 함으로써 CFRTPs의 물성을 향상시켰다. CFRTPs의 층간전단강도(Interlaminar shear strength; ILSS) 및 굽힘 강도(Flexural strength)를 통해 이를 검증하였으며, 수지의 함침도는 기공률(Void content)의 계산을 통해 분석하였다.