• Composites Research
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• 제34권2호
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• pp.88-95
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• 2021

VARTM(Vacuum-assisted resin transfer molding) 공정은 OoA(Out of Autoclave)에 속하는 저가형 공정기술로 다양한 분야에 널리 사용되어 왔다. 그러나 오토클레이브 공정보다 품질이 낮아 고신뢰성이 요구되는 항공산업에는 적용하기 어려웠다. VARTM 공정의 주요 문제는 오토클레이브 대비 낮은 섬유부피분율과 높은 Void 함량에 의한 기계적 물성의 손실이었다. 따라서 많은 연구자들이 Void를 줄이고 섬유부피분율을 높일 수 있는 연구를 수행해 왔다. 이러한 연구의 흐름에 따라 본 연구에서는 수지 주입 과정 중 대기압을 제어하는 방법이 섬유부피분율을 높이고 Void를 감소시킬 수 있는지 검토하였다. 신뢰성 평가는 Void와 연관성이 있는 압축강도시험, 섬유부피분율 분석, 광학현미경 촬영을 통해 확인하였다. 결과적으로 VARTM 공정에서 수지 주입과정 중 대기압을 단계별로 높이는 방법이 섬유부피분율 증가와 Void 감소에 직접적인 효과가 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.296-301
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• 2020

적층복합재는 면내 방향의 물성은 우수하지만 두께 방향의 물성이 취약하여 굽힘, 비틀림하중이 가해질 때 층간 분리(Delamination) 현상이 쉽게 나타난다. 층간 분리 현상을 지연하는 복합재의 두께 방향 물성 보강법으로는 Z-pinning, Stitching, Tufting 등이 있으며, 대표적으로 Z-pinning과 Stitching 공법을 많이 사용한다. Z-pinning 공법은 prepreg의 두께 방향으로 금속 핀이나 카본 핀을 적용하여 보강하는 공법이고, Stitching 공법은 프리폼에 상부 및 하부 섬유를 교차시켜 두께방향으로 기계적 강도를 향상시키는 방법이다. 본 논문에서는 Z-pinning과 Stitching 공법의 단점을 보완 및 개선한 I-fiber stitching 공법을 제안하였으며, 본 공법이 적용된 복합재 Single-lap joint의 정적 강도를 평가하였다. Single-lap joint 시편은 오토클레이브 진공백 공정을 사용하여 동시경화법으로 제작하였다. 복합재 시편 두께는 고정하였으며, Stitching 패턴(5×5, 7×7)과 삽입 각도(0°, 45°)를 변화시켜가며 총 5 종류의 시편을 제작하였다. 시험 결과, I-fiber stitching 공법을 적용한 시편의 파손하중은 보강하지 않은 시편의 파손하중 대비 최대 143% 증가하였다.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.8-16
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• 1999

탄소직포/탄소/SiC 복합재는 탄소직포/탄소 프로폼을 SiC의 유기전구체인 polycarbosilane에 다중함침 열처리하여 제조하였다. 더불어 탄소 섬유의 분율과 배열 형태가 다른 두 가지 종류의 저밀도 탄소/탄소 복합재 즉, 탄소직포($\thickapprox$55 vol%)/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유($\thickapprox$40 vol%)/탄소 복합재를 $1700^{\circ}C$ 진공 분위기에서 용융 실리콘과 반응결합하여 고밀도의 탄소섬유/Si/SiC 복합재도 제조하였다. 이 반응 결합 공정 이전 각 밀도가 1.6g/$cm^3$인 탄소직포/탄소 복합재와 1.15g/$cm^3$인 chopped 탄소섬유/탄소 복합재는 반응결합 후 그 밀도가 각각 2.1g/$cm^3$로 증가하였다. 제조한 복합재는 전형적인 섬유강화 복합재의 파괴거동을 보였으며 반응결합 후 밀도와 stiffness 그리고 탄성 한계 강도 등은 모두 현저히 증가하였다. 3점 곡강도와 인장 시험으로 기계적 물성을 비교평가하였다. 탄소직포/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유/탄소 복합재의 곡강도에 대한 인장 강도의 비는 약 1/3이었다. 탄소직포/Si/SiC 복합재의 밀도는 2.06g/$cm^3$, 최대 곡강도는 ~120 MPa, 탄성한계 응력은 ~80 MPa를 나타내었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2001년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.29-33
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• 2001

In the present study, AZ91Mg/$\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$ short fiber+SiC particulates hybrid metal matrix composites(MMCs) were fabricated by squeeze casting method. Different particulate sizes of 45, 29 and $9\mu\textrm{m}$ were hybridized with 5% volume fraction to investigate the effect of SiC particulates size on microstructure, mechanical and thermal properties such as hardness, flexural strength, wear resistance and thermal expansion. Results show that the microstructure of the hybrid composites were quite satisfactory, namely revealing relatively uniform distribution of reinforcements. Some aggregation of SiC particulates caused by particle pushing was observed especially in the hybrid composites containing in fine particulates($9\mu\textrm{m}$). The hardness and flexural strength were improved by decreasing particulates size, whereas wear resistance improved by increasing particulates size because of large particulates restricting matrix wear from contacted stress. Regardless of particulates size, thermal expansion of composites was the same. This may be because the content of particulates was in all cases 5 volume fraction.1

• 한국염색가공학회지
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• 제28권4호
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• pp.239-245
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• 2016

In this study, carbon/phenol composites were prepared from carbon fiber preform and phenol resin by RTM(resin transfer molding) process. And changes in the properties of the composite according to the pre-treatment of phenol resin was mainly studied. RTM process conditions were deduced from viscosity and thermal analysis of phenol resin which were rheometer and thermogravimetric analyzer(TGA). RTM process was performed under various injection and molding temperature. Characterization of the prepared C/P composites were evaluated by various analysis. Morphology of composites was analyzed by Micro-CT(MCT), Mechanical properties of composites were measured through the flexural properties. As results, volatile impurities of phenol resin were effectively removed at resin pre-treatment temperature of $100^{\circ}C$ and composite was sufficiently cured at molding temperature of $180^{\circ}C$.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.262-267
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• 2007

In this paper, we study about wear properties for the metal matrix composites fabricated by low pressure infiltration process. Metal fiber preform reinforced aluminum alloy composite were fabricated by low pressure casting process under 0.4MPa. Infiltration condition was changed the pressure infiltration time of 1 s, 2 s and 5 s under a constant pressure of 0.4MPa. The molten alloy completely infiltrated the FeCrSi metal perform regardless of the increase in the pressure acceleration time. However, the infiltration time at the pressure acceleration time of 1s was shorter than at the pressure acceleration time of 2s or 5s. The FeCrSi/A366.0 composite was investigated the porosity. The porosity is reducing as the pressure acceleration time compared with the pressure acceleration time of 2s and 5s. The FeCrSi/A366.0 composites were investigated the wear resistance. FeCrSi/A366.0 composite at pressure acceleration time of 1s has excellent wear resistance.

• Tribology and Lubricants
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• 제24권4호
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• pp.163-169
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• 2008

Tribological properties of ceramic brake discs were investigated using a commercial friction material. The discs were manufactured by liquid silicon infiltration (LSI) into a C-C preform. The disc surface was modified by two different methods, producing sliding surfaces with chopped carbon fibers and carbon felt. In addition, the composition of the surface was also changed. Friction characteristics of the discs were examined using a 1/5 scale dynamometer. Results showed that the type and composition of the disc surface significantly affected the level of braking effectiveness and high temperature brake performance. The discs with felt surfaces showed higher friction levels than those with chopped fiber surfaces and SiC tended to increase the friction level while C lowered the friction coefficient. The ceramic disc was more sensitive to the deceleration rate than gray iron, showing high speed sensitivity.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제6권2호
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• pp.157-168
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• 2019

The production of nonwoven fabrics from natural fibers is already expanding at an industrial level for simple curvature semi-structural part in the automotive industry. To develop their use for technical applications, this paper provides an experimental study of the mechanical behavior of flax-fiber nonwoven preforms. A comparison between different sets of carded needle-punched nonwoven has been used to study the influence of manufacturing parameters such as fibers' directions, the area and the needle punching densities. We have found that the anisotropy observed between both directions can be reduced depending on these parameters. Furthermore, this work investigates the possibility to form double curvature parts such as a hemisphere as well as a more complex shape such as a square box which possesses four triple curvature points. We propose a forming process adapted to the features of the nonwoven structure. The purpose is to determine their behavior under high stress during various forming settings. The preforming tests allowed us to observe in real time the manufacturing defects as well as the high deformability potential of flax nonwoven.

• 한국광학회지
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• 제8권4호
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• pp.333-339
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• 1997

클래딩 지름이 다른 광섬유 브래그 격자를 용융 접착하여 스트레인과 온도를 분리하여 측정할 수 있는 센서를 구성하였다. 굵기차에 의해서 스트레인에 대한 각 브래그 파장 변화량은 서로 다르며, 동일한 모재(perform)에서 생산된 광섬유를 사용하였으므로 온도에 대한 파장 변화량은 같았다. 두 브래그 파장의 변화량을 측정하고 잘 정의된 행렬함수에 대입하여, 가해진 스트레인과 온도의 양을 분리하여, 계산할 수 있었다. 0-1500 .mu.strain, 20-100.deg. C 범위의 스트레인과 온도 변화를 가하면서 제작된 센서의 특성을 관측하였고, 브래그 파장 변화를 측정하여 계산한 결과, 온도계와 마이크로미터 값에 비하여 10% 이내의 측정오차를 얻을 수 있었다. 스트레인의 측정 정일도를 높이기 위해서 일정한 광경로차를 갖는 마하젠더 간섭계를 이용하여 두 격자의 상대 파장변화를 간섭 신호의 크기변화로 변환하는 새로운 방법을 제안하였으며, 시스템을 구축하여 실험한 결과로 온도에 무관하게 분광분석기에 비항 80배 이상 향상된 스트레인 측정 정밀도를 얻을 수 있었다.

• Composites Research
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• 제26권5호
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• pp.322-327
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• 2013

탄소섬유강화 SiC기지상 복합재는 우수한 산화저항성과 우수한 열충격저항성을 가진다. 그리고 이런 특성들은 탄소섬유강화복합재가 고온구조재로서 응용케하였다. 본 연구에서는 $C_f/SiC$ 복합재가 전구체 함침과 액상 함침이 동반된 열분해공정, Cyclohexene을 사용한 화학기상 경화공정을 통해 제조되었다. 최종 제조된 $C_f/SiC$ 복합재는 5회 함침을 통해 $0.43g/cm^3$ 밀도를 갖는 탄소섬유 프리폼에서 $1.76g/cm^3$의 밀도값을 나타내고 있다. 그리고 산화저항성 특성면에서 $C_f/SiC$ 복합재의 무게가 공기중 $1400^{\circ}C$에서 6시간 유지 후에 81%가 남았다. 결과적으로 Cyclohexene을 사용한 화학기상 경화공정은 효과적으로 높은 치밀화와 증가된 산화저항성을 보이고 있다.