• Composites Research
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• 제16권4호
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• pp.74-79
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• 2003

Micromechanical 시험법과 음향방출을 이용하여 산소 플라즈마 처리된 PBO와 Kevlar 섬유강화 에폭시 복합재료의 계면물성과 미세파괴메카니즘을 고찰하여 상호 비교하였다. 산소 플라즈마 처리된 PBO와 Kevlar 섬유강화 에폭시 복합재료의 계면전단강도와 접착일은 극성 작용기의 도입으로 향상 시킬 수 있었다. 임계표면장력과 총 표면자유에너지 중 극성 표면자유에너지는 플라즈마 처리된 Kevlar 섬유에서 가장 컸으며. 미처리된 PBO의 섬유의 경우에서 가장 작았다. Microfibril 파단 형상은 산소 플라즈마 처리된 Keviar 섬유의 경우에서는 명확하게 관찰 되었으며. 미처리와 비교차여 microfibril 파단이 대각선 방향으로 연속적해서 일어나 가장 많은 섬유 파단 신호가 감지되었다 비파괴 음향방출법을 이용하여 얻은 섬유파단 감지 결과는 microdroplet과 두 섬유강화 복합재료 시험법에서 광학현미경을 이용하여 관찰한 미세파단 형상과 상호 일치하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권12호
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• pp.945-952
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• 2020

이 연구에서는 저궤도 우주 환경(LEO) 조건에서 나노실리카 에폭시 복합소재의 실리카 농도가 재료의 열화 거동에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 실리카 입자를 에폭시 수지에 10%와 18% 두 가지 서로 다른 무게비로 나노복합소재를 제작하여 저궤도 우주 환경 모사장치에서 열화시켰다. 열화된 나노복합소재를 대상으로 열중량분석(Thermogravimetric Analysis, TGA)를 수행하였고 등변환법(Iso-conversional Method)에 기반한 Friedman 방법, Flynn-Wall-Ozawa(FWO) 방법, Kissinger 방법, 그리고 DAEM(Distributed Activation Energy Method)으로 활성화에너지를 계산하였다. 그 결과 나노입자가 섞이지 않은 샘플은 열화가 진행되면서 중가함을 보였다. 그러나 10%와 18%는 열화 싸이클이 15회일 때까지 증가하였으나 그 이후에는 감소하였으며, 따라서 나노 입자가 열화 거동에 부정적인 영향이 있음을 보였다. 또한 활성화에너지 계산에 적용된 방법에 대해 토의하였다.

• Composites Research
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• 제34권6호
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• pp.357-372
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• 2021

에너지 수확장치는 석유자원의 고갈로 인한 자원난을 해결할 수 있는 대안으로 유망하다고 알려져 있다. 기계적 움직임을 전기 에너지로 전환할 수 있는 압전 소자들의 한계(환경오염 및 낮은 기계적 특성)를 극복하기 위하여, 고분자 기지재 기반 복합재료 압전 에너지 수확장치에 대한 많은 연구들이 수행되었다. 본 논문에서는 사용된 재료 및 공정에 기초하여, 보고된 압전 복합재료의 출력 성능 및 관련된 응용 분야를 검토하였다. 압전 필러는 티탄산 지르콘산 연 및 티탄산바륨 기반의 세라믹 필러뿐만 아니라, 친환경, 생체적합성 및 유연성 측면에서 유리한 산화아연을 검토하였다. 기지재는 폴리비닐리덴플로오라이드 및 공중합체로 구성된 압전 고분자 및 에폭시 및 폴리디메틸실록산 기반의 유연한 고분자로 분류하여 복합재료의 압전 시너지 및 높은 외력 적용에 의한 압전 출력 향상을 논의하였다. 또한, 금속 혹은 탄소 소재 기반 2차 필러의 적용에 의한 복합재료의 전도성 혹은 기계적 특성의 향상이 압전 수확장치의 출력 성능에 미치는 영향을 복합재료의 구조 측면에서 검토하였다. 향상된 성능으로 소형 전자기기, 스마트 센서, 의학 분야 등에 응용 가능한 복합재료 기반 압전 수확장치는 미래의 일상에서 접할 수 있는 무선 전자 장치의 전원으로써 잠재적인 통찰을 제공할 수 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제29권3호
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• pp.405-422
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• 2018

In this research, experimental tensile test and manufacturing of carbon nanotube reinforced composite beam (CNTRC) is presented. Also, bending, buckling, and vibration analysis of CNTRC based on various beam theories such as Euler-Bernoulli, Timoshenko and Reddy beams are considered. At first, the experimental tensile tests are carried out for CNTRC and composite beams in order to obtain mechanical properties and then using Hamilton's principle the governing equations of motion are derived for Euler Bernoulli, Timoshenko and Reddy theories. The results have a good agreement with the obtained results by similar researches and it is shown that adding just two percent of carbon nanotubes increases dimensionless fundamental frequency and critical buckling load as well as decreases transverse deflection of composite beams. Also, the influences of different manufacturing processes such as hand layup and industrial methods using vacuum pump on composite properties are investigated. In these composite beams, glass fibers used in an epoxy matrix and for producing CNTRC, CNTs are applied as reinforcement particles. Applying two percent of CNTs leads to increase the mechanical properties and increases natural frequencies and critical buckling load and decreases deflection. The obtained natural frequencies and critical buckling load by theoretical method are higher than other methods, because there are some inevitable errors in industrial and hand layup method. Also, the minimum deflection occurs for theoretical methods, in bending analysis. In this study, Young's and shear modulli as well as density are obtained by experimental test and have not been used from the results of other researches. Then the theoretical analysis such as bending, buckling and vibration are considered by using the obtained mechanical properties of this research.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권11호
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• pp.3589-3592
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• 2012

Carbon composite bipolar plates with various carbon black contents were prepared by a compression molding method. The electrical conductivity and electrochemical stability of the bipolar plates have been evaluated. It is found that the electrical conductivity increases with increasing carbon black contents up to 15 wt %. When the carbon black contents are greater than 15 wt %, the electrical conductivity decreases because of a poor compatibility between epoxy resin and carbon black, and a weakening of compaction in the carbon composite bipolar plate. Based on the results, it could be concluded that there are optimum carbon black contents when preparing the carbon composite bipolar plate. Corrosion tests show that the carbon composite bipolar plate with 15 wt % carbon black exhibits better electrochemical stability than a graphite bipolar plate under a highly acidic condition. When the optimized carbon composite bipolar plate is applied to vanadium redox flow cells, the performance of flow cells with the carbon composite bipolar plate is comparable to that of flow cells with the graphite bipolar plate.

• 한국추진공학회지
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• 제2권1호
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• pp.50-58
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• 1998

수분이 복합재를 통하여 투과되는 정도를 고찰하기 위하여 $20^{\cire}C$, 90%RH의 온/습도를 유지하는 수조를 제작하였고, 이 수조내에 보관한 복합재 연소관의 실린더 벽면으로 투과되는 습기를 측정하기 위하여 연소관 내에 습도 센서를 투입하여 상대습도를 직접 측정하였다. 습기의 투과는 내부에 라이너/인슬레이션이 피복 되거나 또는 추진제가 충전된 경우 많은 감소효과를 보였다. Epoxy filament winding으로 제조된 순수 복합재 연소관의 경우 수조에 넣고 평형에 도달한 후로부터 약 8개월 간의 습기 투과 상태를 볼 때 벽면을 통하여 들어가는 water vapor flux는 $20^{\cire}C$, 90%RH에서 평균적으로 2.88${\times}$$10^{-9}$g/$\textrm{m}^2$sec로 나타났다. 이때 습기가 투과되는 연소관의 국지점을 평판으로 가정하고 Fick's law를 이용하여 구한 습기에 대한 복합재의 확산계수는 D=7.98${\times}$$10^{-7}$$\textrm{mm}^2$/sec 였다. 밀폐된 장치 내의 습도 변화를 직접 측정하는 본 시험 방법은 실린더 형태 및 밀폐된 용기를 이루는 곡면형 재료의 환경에 따른 습기 투과량 및 재료의 확산 계수 측정에 유용할 것으로 생각된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제25권3호
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• pp.347-360
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• 2017

The goal of this study is to fill this apparent gap in the area about vibration analysis of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) curved panels by providing 3-D vibration analysis results for functionally graded multiwalled carbon nanotubes (FG-MWCNTs) sandwich structure with power-law distribution of nanotube. The effective material properties of the FG-MWCNT structures are estimated using a modified Halpin-Tsai equation. Modified Halpin-Tsai equation was used to evaluate the Young's modulus of MWCNT/epoxy composite samples by the incorporation of an orientation as well as an exponential shape factor in the equation. The exponential shape factor modifies the Halpin-Tsai equation from expressing a straight line to a nonlinear one in the MWCNTs wt% range considered. Also, the mass density and Poisson's ratio of the MWCNT/phenolic composite are considered based on the rule of mixtures. Parametric studies are carried out to highlight the influence of MWCNT volume fraction in the thickness, different types of CNT distribution, boundary conditions and geometrical parameters on vibrational behavior of FG-MWCNT thick curved panels. Because of using two-dimensional generalized differential quadrature method, the present approach makes possible vibration analysis of cylindrical panels with two opposite axial edges simply supported and arbitrary boundary conditions including Free, Simply supported and Clamped at the curved edges. For an overall comprehension on 3-D vibration analysis of sandwich panel, some mode shape contour plots are reported in this research work.

• 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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• 한국초전도저온공학회 2001년도 학술대회 논문집
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• pp.41-44
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• 2001

Mechanical test of the Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP) composite specimen was performed based on the ASTM code at the ambient and low temperature. Tension, compression in-plane shear, and inter-laminar shear properties of the composite laminates were evaluated experimentally using the Universal Testing Machine(UTM) system at the temperature of $24^{\circ}C$,$-76^{\circ}C$ , and $-196^{\circ}C$. From the test results it was found that the CFRP chosen for the Korea Superconducting Tokamak Advanced Research(KSTAR) magnet supporting post had smaller tensile strength and larger compressive strength at the low temperature than those of the ambient temperature because of material ductility.

• Advanced Composite Materials
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• 제16권2호
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• pp.181-194
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• 2007

This paper presents the mechanical properties of a composite consisting of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin mixed with carbon fiber reinforced plastics (CFRP) pieces (CFRP/ABS). CFRP pieces made by crushing CFRP wastes were utilized in this material. Nine kinds of CFRP/ABS compounds with different weight fraction and size of CFRP pieces were prepared. Firstly, tensile and flexural tests were performed for the specimens with various CFRP content. Next, fracture surfaces of the specimens were microscopically observed to investigate fracture behavior and fiber/resin interface. Finally, the tensile modulus and strength were discussed based on the macromechanical model. It is found that the elastic modulus increases linearly with increasing CFRP content while the strength changes nonlinearly. Microscopic observation revealed that most carbon fibers are separated individually and dispersed homogeneously in ABS resin. Epoxy resin particles originally from CFRP are dispersed in ABS resin and seem to be in good contact with surrounding resin. The modulus and strength can be expressed using a macromechanical model taking account of fiber orientation, length and interfacial bonding in short fiber composites.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.31-36
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• 2007

본 연구는 압전 변환기를 이용하여 탄소/에폭시 복합재료 보의 초기 균열 길이에 대한 정량적인 예측방법을 제시하였다. 구조물의 손상에 대한 비파괴평가기술에 대한 관심은 증가하고 있다. 본 연구에서는 시간-주파수 영역에서 웨이블렛 변환에 기초한 신호처리기술로 손상 유무와 손상평가를 위한 방법을 제시하였다. 한 쌍의 피에조 재료를 이용하여 탄소/에폭시 복합재료 보의 동적응답을 제안한 신호처리 기술로 협대역 가진하에서 연구하였다.