• Advanced Composite Materials
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• 제18권3호
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• pp.265-285
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• 2009

Off-axis compressive deformation behavior of a unidirectional CFRP laminate at high temperature and its strain-rate dependence in a quasi-static range are examined for various fiber orientations. By comparing the off-axis compressive and tensile behaviors at an equal strain rate, the effect of different loading modes on the flow stress level, rate-dependence and nonlinearity of the off-axis inelastic deformation is elucidated. The experimental results indicate that the compressive flow stress levels for relatively larger off-axis angles of $30^{\circ}$, $45^{\circ}$ and $90^{\circ}$ are about 50 percent larger than in tension for the same fiber orientations, respectively. The nonlinear deformations under off-axis tensile and compressive loading conditions exhibit significant strain-rate dependence. Similar features are observed in the fiber-orientation dependence of the off-axis flow stress levels under tension and compression and in the off-axis flow stress differential in tension and compression, regardless of the strain rate. A phenomenological theory of viscoplasticity is then developed which can describe the tension-compression asymmetry as well as the rate dependence, nonlinearity and fiber orientation dependence of the off-axis tensile and compressive behaviors of unidirectional composites in a unified manner. It is demonstrated by comparing with experimental results that the proposed viscoplastic constitutive model can be applied with reasonable accuracy to predict the different, nonlinear and rate-dependent behaviors of the unidirectional composite under off-axis tensile and compressive loading conditions.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.834-838
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• 2011

This research shows the electrical characteristic using excellent epoxy nano-composite of MgO 5.0 wt% and $SiO_2$ 0.4 wt% in mechanical strength test depending on nano-additive. First of all, volume resistance depending on nano-additive and temperature using high resistance meter (HP. 4329A) by increasing 10, 100, 1,000 V of applying voltage was measured. Moreover, temperature range of $25{\sim}120^{\circ}C$ with virgin sample was tested using TO-9B oven by Ando Company. The result showed that virgin and the samples added with MgO and $SiO_2$ had similar value of volume resistance in low temperature and low electric field region and reduced with slow slope. The nano-composite's volume resistance of sample added with MgO and $SiO_2$ had higher value than virgin sample's volume resistance in high temperature region more than $80^{\circ}C$. Moreover, the slope has steeply reduced. The volume resistance of sample added with MgO 5.0 wt% was $8.38{\times}10^{13}\;{\Omega}{\cdot}cm$ and it was 6.8 times more than virgin sample in high temperature at $120^{\circ}C$. The insulation characteristics were constant although filler has changed in low temperature region. But, in high temperature region, the value of volume resistance of sample with MgO 5.0 wt% was 7.6 times more than the virgin sample's volume resistance.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권12호
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• pp.87-97
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• 2020

In this study, a UV-cured GFRP molding is made using a combination of hand lay-up and resin transfer molding, and its properties are analyzed. The molded plates produced using various vacuum pressures (0 mmHg, -450 mmHg, and -760 mmHg) are examined via a comparison of hand lay-up molding and resin transfer molding. Tests are conducted by processing tensile specimens (ASTM D-5083), flexural test specimens (ASTM D-790), and ILSS test specimens (ASTM D-2344) according to each ASTM standard with a molded plate. Similarly, the UV-cured GFRP molding is compared against GFRP using epoxy. It was confirmed that the mechanical strengths of all the specimens increased when the vacuum pressure was increased and when UV curing was applied. This is believed to be because as the vacuum pressure increases, the pores of the cured specimen are removed, thereby reducing defects, and the bonding force between the glass fiber and the resin is stronger than that of the epoxy resin. It is expected that if resin transfer molding methods and UV-cured resins are used for molding GFRP composites in industry, products with better mechanical properties and faster curing time will be produced.

• Composites Research
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• 제35권4호
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• pp.255-260
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• 2022

소화전 탱크의 경량화는 소방차가 수용할 수 있는 물의 양을 증가시켜 초기 소방 과정에서 물 분무 시간을 늘려 화재로 인한 재산과 인명 피해를 크게 줄일 수 있다. 본 연구에서는 탄소섬유강화폴리머(CFRP) 복합재료를 경량 소화전 탱크의 재료로 적용하는 것을 조사하였다. CFRP 소화전 탱크 제조를 위해 사용되는 수지는 우수한 기계적 물성, 성형성, 치수안정성 등 여러 조건들을 만족시켜야 한다. 위의 조건들을 만족시키는 수지를 찾기 위해 KFR-120V, G-650, HG-3689BT, LSP8020, KRF-1031 등 5가지 수지를 후보로 선정하고 테스트하여 CFRP 소화전 탱크 제조 적합성을 조사였다. 분석 결과 KRF-1031이 소화전 탱크에 가장 적합한 특성을 보였다. 특히, KRF-1031을 이용한 CFRP는 열안정성 및 용출 시험에서 성공적인 결과를 보였다.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.412-418
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• 2022

메타크릴산과의 에스터화 반응을 통해 브롬화 에폭시 수지와 일반 에폭시 수지의 혼합물로부터 난연성 비닐에스터 핫멜트 필름을 제조하였고 이를 이용하여 탄소섬유와 비닐에스터 복합 프리프레그를 제조하였다. 저점도 비스페놀-A와 고점도 브롬화 비스페놀-A 에폭시 전구체를 혼합하여 필름 생산에 적합한 VE 수지의 점도를 최적화하였다. 경화된 VE 수지의 브롬 함량 증가는 비 브롬화 VE에 비해 제한 산소 지수(LOI)(39%), 25℃에서의 저장 탄성률(2.4 GPa) 및 잔류 탄화물(16.1%) 값을 더 증가시켰다. 합성한 VE 프리프레그의 수동 레이업과 후속 경화로 인장 및 굴곡 강도가 우수한 CF 강화 복합재를 성공적으로 제작하였다. 본 연구 결과는 스티렌이 없는 친환경적인 VE 복합 재료 공정의 향후 산업화에 대한 높은 가능성을 보여준다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권11호
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• pp.771-780
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• 2014

본 연구에서는 광촉매 nano-ZnO 분말을 수질정화에 사용 후 회수 공정을 생략하기 위해 지지체에 고정화/안정화 시 발생하는 효율 저하를 유기오염물의 수착(sorption)으로 극복하고 복합체로부터 nano-ZnO의 탈리(detachment) 현상을 방지 하고자 실리콘(silicone), ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene), 에폭시(epoxy), 부타디엔 고무(butadiene rubber)를 선정하여 nano-ZnO/Organic composites (NZOCs)를 제조하였다. 또한, 개발된 다양한 NZOCs의 수중 안정성을 규명 하고, 지하수 내 대표적인 난분해성 유기오염물인 1,1,2-trichloroethylene (TCE)를 대상으로 액상에서 제거 실험을 통해 NZOCs의 활용 타당성을 검증하였다. 연구 결과, 내수성실험을 통해 개발된 NZOCs는 수질정화 용도로 장기간 사용이 타당함을 확인하였다. 또한, FE-SEM, EDX, imaging 분석을 통해 Nano-ZnO/Butadiene rubber Composite (NZBC)는 다양한 공극과 균열에 nano-ZnO 분말이 비교적 균질하게 부착된 반면, Nano-ZnO/Silicone Composite (NZSC), Nano-ZnO/ABS Composite (NZAC), Nano-ZnO/Epoxy Composite (NZEC)는 표면에 공극과 균열이 발달되지 않아 불균질한 부착이 이뤄졌음을 확인할 수 있었다. 또한, NZBC는 초기농도 대비 60%의 TCE 수착 능을 보였는데 이는 다른 유기계 지지체와 달리 비결정성 고분자이며, TCE 분자의 소수성 분배가 활발히 발생하였기 때문으로 판단된다. 액상에서 TCE의 제거효율(수착+광분해)은 NZBC가 99% 제거 효율로 가장 우수했으며, 복합체 주입량이 증가할수록 TCE 제거효율이 크게 증가하였다. 이러한 결과는 butadiene rubber의 우수한 수착능과 nano-ZnO의 광촉매 기작이 동시에 발생하였기 때문인 것으로 판단된다. 마지막으로 액상에서 TCE 제거는 선형모델을 활용해서 비교적 잘 모사할 수 있었으며($R^2{\geq}0.936$), NZBC의 총 반응상수($K_{app}$)는 UV에 의한 TCE 분해상수($K_{photolysis}$) 대비 2.64~3.85배로 높은 값으로 확인되어 butadiene rubber가 TCE 수착 효율이 우수하며, 광분해 기작을 억제하지 않는 지지체로 활용 가능한 것으로 판단하였다.

• 보존과학회지
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• 제28권3호
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• pp.265-276
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• 2012

석조문화재의 보존 복원 작업에 적용할 수 있는 에폭시 수지의 성능을 개선하기 위해 다양한 성분을 조합하여 경화 거동을 제어할 수 있는 접착 시스템을 연구하였다. 사용된 에폭시 수지 주제는 hydrogenated Bisphenol-A (HBA), 경화제로 속경화형 경화제 FH와 저속 경화제 SH를 구성하였으며, 반응성 희석제는 difunctional polyglycidyl epoxide (DPE), 무기 첨가물은 탈크를 사용하였다. 에폭시 수지와 경화제의 혼합 조건에 따라 경화 시 점도, 온도 및 differental scanning calorimetry(DSC)를 이용하여 경화 동력학을 측정하였고, 기계적 특성을 확인하기 위해 무기 첨가물의 함량에 따른 굴곡강도, 인장강도, 압축전단접착강도를 측정하였다. 연구 결과, 다양한 석조문화재의 보존처리 작업에 맞춰 에폭시 수지 구성물의 성분 조합을 통해 경화 특성을 제어하고, 무기 첨가물의 도입을 통해 기계적 특성을 조절하여 성능 개선 및 작업 효율성을 향상 시킨 새로운 접착 시스템을 개발하였다.

• Composites Research
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• 제31권4호
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• pp.133-138
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• 2018

구조용 폼의 용도는 난연, 단열 기능이외에 구조적인 목적으로 공극부위를 충진시키는 용도로 사용되고 있다. 경량 소재 개발을 위해 CFRP와 구조용 폼이 이용되고 있으며, PUR, PIR, PVC, PET와 같은 대표적인 폼이 존재한다. 본 연구에서는 구조용 폼의 특성 중 강도 강화를 위한 목적으로 에폭시 폼을 개발하고자 하였다. 에폭시 조성 중 산무수물계 경화제는 기존의 폴리올과 반응을 하기 때문에 산무수물계 에폭시 수지에 발포제를 이용할 경우 폼이 형성되는지, 형성된다면, 압축특성과 포밍 형태를 관하는 연구를 진행하였다. 에폭시 폼을 형성시키기 위한 발포제의 종류에 따른 영향 및 발포재의 농도에 따라 변화되는 폼밍의 결과 차이를 분석하였으며, 산무수물계 수지의 조성차이에 따른 폼의 압축강도를 평가하였다. 궁극적으로 에폭시 폼을 최적의 발포제 선정으로 구조적 강도가 높은 폼을 형성시킬 수 있음을 확인하였으며, 기존의 구조용 폼 소재에 비해 높은 압축강도 및 비압축 강도를 가짐을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권4호
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• pp.354-360
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• 2002

NDT나 의료용 영장장치에 응용되는 압전복합재는 일반적인 세라믹이나 고분자 압전재료에 비하여 많은 장점을 가진다. 이들 응용분야에서는 전기기계결합계수가 높아야 하고 음향임피던스가 낮아야 한다. 그러나, 압전복합재의 횡방향 단위 크기가 조밀하지 못할 경우 횡방향으로 진행하는 판파에 의한 불필요한 진통이 표면에 발생하게 된다. 횡방향 단위 크기와 세라믹 체적비에 따른 압전 특성을 조사하기 위하여 PMN-PZT 세라믹과 Epofix 에폭시로 에폭시의 폭의 달리하면서 1-3형 압전복합채를 제작하였다. 제작된 1-3형 압전복합재의 두께방향 진동모드의 전기기계결합계 수, 음향임피던스는 각각 $0.36{\sim}0.64,\;9.8{\sim}22.7MRayl$ MRayl로 나타났으며, 횡방향 단위크기가 줄어들수록 횡방향 모드 공진 주파수가 증가하였다.

• Composites Research
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• 제17권4호
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• pp.53-60
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• 2004

본 연구에서는 1차원 파동방정식을 적용한 낙추충격시험 시스템을 제작하여 CFRP 적층판의 충격흡수특성 및 충격 강도평가를 하였으며 그 결과가 유효함을 보였다. 충격흡수에너지에 대해서는 충격에너지가 대략 6.8J이상에서는 동일한 T300 섬유와 적층배향으로 구성된 직교이방성 시험편이 의사등방성(quasi-isotropic)보다 높게 나타났으나 T700 섬유의 경우에는 크게 차이가 나타나지 않았다. 또한 동일한 T300 섬유와 적층수로 구성된 시험편이 T700섬유로 된 시험편보다 높게 나타났으나 T700 섬유의 의사등방성 시험편의 경우에는 크게 차이가 나타나지 않았다. 초음파 C-스캐너를 이용하여 내부손상영역을 관찰하여 시험편의 손상면적과 흡수에너지의 상관관계를 평가하였다. 또한 저속충격손상으로 인한 파면을 파괴메카니즘을 규명하기 위해 주사전자현미경으로 관찰하였다.