• 한국기계가공학회지
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• 제7권4호
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• pp.10-16
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• 2008

This study investigated electromagnetic interference(EMI) shielding effectiveness(SE) of the aluminum film, conductive fabric and nano carbon black carbon fiber reinforced composites. We fabricated carbon fiber reinforced composites filled with nano carbon black where they bonded aluminum film and conductive fabric. The measurements of SE were carried out frequency range from 300MHz to 1.5GHz. It is observed that the SE of the bonded aluminum film and conductive fabric composites is the frequency dependent, increase with the increase in filler nano carbon black content. The aluminum film bonded composites showed higher SE compared to that of carbon black and conductive fabric. The aluminum film bonded epoxy composite was shown to exhibit up to 80dB of SE. The result that aluminum film bonded composite can be used for the purpose of EMI shielding as well as for some microwave applications.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.92-98
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• 2015

The magnetoelectric characteristics on layered Ni-PZT-Ni, Co, Fe composites by epoxy bonding for magnetic field sensor were investigated in the low-frequency range. The ME coefficient of Ni-PZT-Ni, Ni-PZT-Co and Ni-PZT-Fe composites reaches a maximum of $200mV/cm{\cdot}Oe$ at $H_{dc}=110$ Oe, $106mV/cm{\cdot}Oe$ at $H_{dc}=90$ Oe and $87mV/cm{\cdot}Oe$ at $H_{dc}=160$ Oe, respectively. A trend of ME charateristics on Ni-PZT-Co, Ni-PZT-Fe composites was similar to that of Ni-PZT-Ni composites. The ME output voltage shows linearly proportional to ac field $H_{ac}$ and is about 0~150 mV at $H_{ac}$=0~7 Oe and f=110 Hz in the typical Ni-PZT-Ni sample. The frequency shift effect due to the load resistance $R_L$ shows that the frequency range for magnetic field sensor application can be modulated with appropriate load resistance $R_L$. This sample will allow for a low-magnetic ac field sensor in the low-frequency (near f=110 Hz).

• 한국재료학회지
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• 제23권2호
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• pp.149-153
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• 2013

Delamination crack detection is very important for improving the structural reliability of laminated composite structures. This requires real-time delamination detection technologies. For composite laminates that are reinforced with carbon fiber, an electrical potential method uses carbon fiber for reinforcements and sensors at the same time. The use of carbon fiber for sensors does not need to consider the strength reduction of smart structures induced by imbedding sensors into the structures. With carbon fiber reinforced (CF/) epoxy matrix composites, it had been proved that the delamination crack was detected experimentally. In the present study, therefore, similar experiments were conducted to prove the applicability of the method for delamination crack detection of CF/polyetherethereketone matrix composite laminates. Mode I and mode II delamination tests with artificial cracks were conducted, and three point bending tests without artificial cracks were conducted. This study experimentally proves the applicability of the method for detection of delamination cracks. CF/polyetherethereketone material has strong electric resistance anisotropy. For CF/polyetherethereketone matrix composites, a carbon fiber network is constructed, and the network is broken by propagation of delamination cracks. This causes a change in the electric resistance of CF/polyetherethereketone matrix composites. Using three point bending specimens, delamination cracks generated without artificial initial cracks is proved to be detectable using the electric potential method: This method successfully detected delamination cracks.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.79-83
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• 2000

Interfacial and microfailure properties of carbon liber/bismaleimide (BMI) composites were evaluated using both tensile fragmentation and compressive Broutman tests with acoustic emission (AE). Since BMI is rather difficult matrix to apply for the conventional fragmentation test because of its too low elongation and too brittle and high modulus properties, dual matrix composite system was applied. After carbon fiber/BMI composite was prepared for rod shape by controlling differing curing stage, composites rod was embedded in toughened epoxy as outer matrix. The typical microfailure modes including fiber break, matrix cracking, and interlayer failure were observed during tensile testing, whereas the diagonal slippage in fiber ends was observed during compressive test. On the other hand, AE amplitudes of BMI matrix fracture were higher than carbon fiber tincture under tensile test because BMI matrix has very brittle and high modulus. The waveform of signals coming from BMI matrix fractures was consistent with AE amplitude result under tensile tests.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권4호
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• pp.373-407
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• 2008

This paper will examine the possibilities of the virtual tests of composite structures by simulating mechanical behaviors by using supercomputing technologies, which have now become easily available and powerful but relatively inexpensive. We will describe mainly the applications of large-scale finite element analysis using the direct numerical simulation (DNS), which describes composite material properties considering individual constituent properties. DNS approach is based on the full microscopic concepts, which can provide detailed information about the local interaction between the constituents and micro-failure mechanisms by separate modeling of each constituent. Various composite materials such as metal matrix composites (MMCs), active fiber composites (AFCs), boron/epoxy cross-ply laminates and 3-D orthogonal woven composites are selected as verification examples of DNS. The effective elastic moduli and impact structural characteristics of the composites are determined using the DNS models. These DNS models can also give the global and local information about deformations and influences of high local in-plane and interlaminar stresses induced by transverse impact loading at a microscopic level inside the materials. Furthermore, the multi-scale models based on DNS concepts considering microscopic and macroscopic structures simultaneously are also developed and a numerical low-velocity impact simulation is performed using these multi-scale DNS models. Through these various applications of DNS models, it can be shown that the DNS approach can provide insights of various structural behaviors of composite structures.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.268-274
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• 2020

이 연구에서는 에폭시 수지에 나노 실리카 입자의 농도가 열화 거동에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 약 12 nm 크기의 실리카 입자를 에폭시 수지에 세가지 무게비로 섞은 나노 복합소재를 제작하여 열중량분석(Thermogravimetric Analysis, TGA)을 이용하여 여섯 가지의 서로 다른 승온률 하에서 열화거동 변화를 분석하였다. 등변환법(Isoconversional Method)에 기초한 Friedman, Flynn-Wall-Ozawa, Kissinger 그리고 DAEM(Distributed Activation Energy Method) 방식으로 활성화에너지를 정량적으로 계산하였다. 계산 결과에 의하면 순수 에폭시와 비교했을 때, 실리카 입자가 함유될 경우 활성화에너지가 상승한다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 10%와 18%의 활성화에너지 값이 유사함에 따라 반드시 함유랑에 비례하지는 않는 것으로 나타났다. 또한 각 방법에 의한 계산방식을 분석하여 그 결과를 비교하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.1908-1918
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• 1991

본 연구에서는 피로 잔류강도저하(fatigue residual strength degradation) 개념을 이용하여 복합재료의 잔류강도와 피로수명을 예측하고 실험을 통하여 비교 평 가하였으며, 설계시 고려되어야 할 인자를 파악하여 파손방지를 위한 유한 수명설계 및 손상허용설계의 기본자료를 집적함으로서 새로운 소재인 탄소섬유 강화 복합재료의 신뢰성 향상을 위한 개발과 고강도 경량화를 위한 이용설계에 활용할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.657-664
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• 2013

에폭시 수지에 다중벽 탄소나노튜브를 첨가하여 초음파 처리와 전단혼합 방법으로 분산시켜 다중벽 탄소나노튜브로 강화된 에폭시 복합재료를 제조하였으며, 에폭시 수지 내 다중벽 탄소나노튜브의 분산 적정성을 판단하고 기계적 및 열적 물성을 고찰하였다. 충전재 분산에 대한 평가를 위해 정성적인 방법으로 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 이미지를 사용하였고, 정량적인 판단을 위해 인장실험을 실시하였다. 또한, 열적 특성을 평가하기 위해 열팽창계수(coefficient of thermal expansion, CTE)를 측정하였다. 주사전자현미경 사진 및 인장 강도와 영률(Young's modulus)의 작은 편차를 통해서 다중벽 탄소나노튜브가 에폭시 수지 내에 적절히 분산되었음을 확인하였다. 충전재 함량에 따라 인장 강도와 영률이 증가함을 보였고 열팽창계수 측정에서는 열안정성 개선을 고찰하였다.

• Composites Research
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• 제14권2호
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• pp.13-21
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• 2001

비강성, 비강도가 우수한 복합재료의 특성상, 기존의 금속 구조물을 복합재료 구조물로 대체 하는 것은 많은 이득을 가져온다. 이 논문에서는 탄소섬유/에폭시 복합재료와 유리섬유/에폭시 복합재료를 이용하여 정적 토크전달 능력, 비틀림 좌굴 하중. 굽힘 1차 고유진동수의 설계 기준을 만족하는 후륜구동 자동차용 일체형 동력전달축이 설계 및 제조되었다. 복합재료 중공축과 알루미늄 요크와의 결합을 위하여 단일 겹치기 접착조인트가 사용되었으며, 접착조인트의 정적 토크전달 능력은 접착길이와 요크두게에 따라 유한요소 해석을 이용하여 계산되었고, 실제 실험결과와 비교되었다. 복합재료 중공축의 정적 토크전달 능력은 Tasi-Wu 파괴지수와 아루미늄 요크와 에폭시 접착제의 비선형 물성을 적용하여 계산되었다. 실험과 해석결과로부터 복합재료 동력전달축의 정적 토크전달 능력은 임계 요크 두께에서 가장 높았으며, 임계 접착길이 이상에서는 포화되었다. 또한 일체형 복합재료 동력전달축은 기존의 2단 분리형 강철 동력전달축과 비교하여 40%의 무게 감소효과를 가져왔다.

• Composites Research
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• 제22권6호
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• pp.32-38
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• 2009

본 연구에서는 탄소, 케블라 및 탄소-케블라 하이브리드 등 4가지 소재로 제작된 원형튜브시편에 대한 에너지 흡수능력 및 파손모드를 평가하였다. 이를 위해, 본 연구에서 일방향 프리프레그를 이용해서 원형튜브 제작하고 10mm/min의 하중속도로 준정적 압축시험을 수행하였다. 시험을 통해 취성파괴모드로 압축되는 탄소/에폭시로 제작된 튜브가 가장 우수한 에너지 흡수 특성을 보인 반면, 좌굴에 의해 압축되는 케블라/에폭시 튜브가 가장 낮은 에너지 흡수특성을 보였다. 하이브리드 [$90_C/0_K$]튜브의 경우 국부좌굴모드에 의해 에너지를 흡수했으며 우수한 압축후 구조온전성 특성을 보였다. [$90_K/0_C$] 튜브의 경우 주 파손모드는 단층굽힘모드이고 압축후 구조온전성이 확보되지 못했다.