진공가압함침공정(Vacuum Pressure Impregnation, VPI)은 발전기, 전동기 등 대형 회전기에 사용되는 고정자 권선에 에폭시 계열의 레진을 코팅시켜 물성을 강화하는 공정이다. VPI 공정 중 진공과 가압과정에서 에폭시 레진의 기화에 의해 레진 가스가 발생하고, 함침공정이 끝나고 경화를 위해 탱크 개방 시 레진 가스가 제거되지 않고 탱크 밖으로 유출된다. 유출된 레진 가스가 작업장 전체에 확산 시 화재, 폭발 및 호흡기 문제와 같은 안전 환경 문제가 있으므로 공정 내 레진 가스 배출시스템이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 VPI 공정에서 발생한 레진 가스를 배출하는 시스템을 설계하기 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 이용하여 공기 유입구·배출구의 위치에 따른 배출효율에 대한 사례연구를 진행하였다. 본 연구의 최적의 배출시스템을 활용 시 1,800초 이내 90%이상의 레진 가스를 배출할 수 있으며, 레진 가스의 폭발하한계(Low Explosive Limit, LEL)이하로 레진 가스의 분율을 낮출 수 있었다.
국산 간벌재 3수종을 이용하여 밀도 및 수지첨가량을 달리해서 톱밥보드를 제조한 후 감압 후 상압, 감압·초음파 병행 후 상압으로 20분씩 3반복 함침하여 밀도 및 수지첨가량에 따른 함침 보드의 물성을 측정하고, 함침 시 초음파처리 효과를 조사하였다. 밀도 및 수지첨가량이 증가함에 따라 함침 보드의 밀도, 휨강도 및 브리넬 경도는 증가하였으나, 수지 함침율은 감소하였다. 감압·초음파 병행 후 상압 함침에 의한 함침보드의 밀도, 수지함침율, 휨강도 및 브리넬 경도가 감압 후 상압에 의한 함침 보드 보다 컸다. 보드 함침 시 초음파처리를 병행함으로써 수지 함침율이 증가되어 함침 보드의 물성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.
본 연구에서는 탄소/탄소 복합체의 내산화성을 증진시키기 위하여 CVD법에 의한 SiC 코팅과 PCS 함침법을 응용하여 실험을 행하였다. 전자현미경으로 시편의 미세구조를 관찰 한 결과 CVD법에 의해서는 표면에 SiC가 고르게 증착되었으며, 함침법에 의해서는 각 탄소 섬유의 표면에 PCS가 wetting된 후 SiC로의 전이가 잘 일어났음을 확인하였고, 이로 인하여 각 섬유들의 결합력을 증대시키고 기계적물성에 증진을 가져왔음을 확인하였다. PCS 함침된 탄소/탄소 복합체 시편은 함침되지 않은 시편에 비해 밀도는 25 %, 곡강도 값은 3.5배, 내산화성은 2.8배가 증가하는 현격한 기계적 물성이 증가함을 보였다. 이러한 증가는 CVD법에 의해 코팅된 탄소/탄소 복합체 사편보다도 우수한 기계적 성질을 나타내였다.
The woodceramics which are new porous carbon materials were obtained by carbonizing from thinned small log of Aomori HIBA (Thujopsis dolabrata S. et. Z. var. hondae M.) impregnated with phenol resin in a vacuum furnace. During the carbonization process, the resin changes into glassy carbon, which has superior property. The resin impregnation rate and bending strength depend on the types of board and density. In this paper, the manufacturing method of woodceramics made from thinned small logs of Aomori HIBA was introduced and some properties were examined.
A pultrusion resin impregnation (PRI) die, which has been developed recently in our laboratory, was used to pre-pare various composite system. The continuous fiber reinforced composites of glass fiber/polypropylene(GFPP) and glass fiber/polyamide 6 (GFPA) were first manufactured by means of the PRI die and then cut into chopped pellets of predet-ermined length. These pellets and either virgin or modified thermoplastic resin were melt-mixed by a twin screw extruder to prepare GF/PA/PP and GF/PA/PPMA system. The mechanical properties of these blends were investigated and discussed in terms of their morphological observations. These preliminary results revealed that this new impregnation die could be suc-cessfully applied to produce prepregs suitavle for the final shaping process.
Park, Yurim;Baluch, Abrar H.;Kim, YunHo;Kim, Chun-Gon
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제14권2호
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pp.140-145
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2013
The development of high performance fabrics have advanced body armor technology and improved ballistic performance while maintaining flexibility. Utilization of the shear thickening phenomenon exhibited by Shear Thickening Fluids (STF) has allowed further enhancement without hindering flexibility of the fabric through a process of impregnation. The effect of STF impregnation on the ballistic performance of fabrics has been studied for impact velocities below 700 m/s. Studies of STF-impregnated fabrics for high velocity impacts, which would provide a transition to significantly higher velocity ranges, are lacking. This study aims to investigate the effect of STF impregnation on the high velocity impact characteristics of Kevlar fabric by effectively dispersing silica nanoparticles in a suspension, impregnating Kevlar fabrics, and performing high velocity impact experiments with projectile velocities in the range of 1 km/s to compare the post impact characteristics between neat Kevlar and impregnated Kevlar fabrics. 100 nm diameter silica nanoparticles were dispersed using a homogenizer and sonicator in a solution of polyethylene glycol (PEG) and diluted with methanol for effective impregnation to Kevlar fabric, and the methanol was evaporated in a heat oven. High velocity impact of STF-impregnated Kevlar fabric revealed differences in the post impact rear formation compared to neat Kevlar.
용융 점도 조절에 의한 나일론6(N6)의 melt impregnation공정에서의 용융가공 특성에 대하여 고찰하여 보았다. N6의 용융 점도를 조절하기 위하여 calcium stearate(CaST)를 윤활제로 사용한 결과, 1 wt$\%$의 윤활제의 첨가에 의하여 용융 점도가 감소함을 알 수 있었다. 아울러 폴리카프로락톤(PCL)을 N6에 반응 용융 블렌딩하여 N6의 용융 점도를 낮출 수 있었으며 phenyl phosphite(PP)와 diphenyl phosphite(DPP)를 첨가하여 블렌딩 시 상호에스테르 교환반응을 증가시켜 추가적인 용융 점도 감소를 확인하였다. 이러한 방법들은 N6의 고온 가공의 문제점으로 지적되는 열안정성 저하를 최소화하면서 melt impregnation 공정에서 필수적인 저점도 가공을 가능하게 할 수 있을 것으로 사료된다.
Pores produced by carbonization in bulk graphite process degrade the mechanical and electrical properties of bulk graphite. Therefore, the pores of bulk graphite must be reduced and an impregnation process needs to be performed for this reason. In this study, bulk graphite is impregnated by varying the viscosity of the impregnant. The pore volume and pore size distribution, according to the viscosity of the impregnant, are analyzed using a porosimeter. The total pore volume of bulk graphite is analyzed from the cumulative amount of mercury penetrated. The volume for a specific pore size is interpreted as the amount of mercury penetrating into that pore size. This decreases the cumulative amount of mercury penetrating into the recarbonized bulk graphite after impregnation because the viscosity of the impregnant is lower. The cumulative amount of mercury penetrating into bulk graphite before impregnation and after three times of impregnation with 5.1cP are 0.144 mL/g and 0.125 mL/gm, respectively. Therefore, it is confirmed that the impregnant filled the pores of the bulk graphite well. In this study, the impregnant with 5.1 cP, which is the lowest viscosity, shows the best effect for reducing the total pore volume. In addition, it is confirmed by Raman analysis that the impregnant is filled inside the pores. It is confirmed that phenolic resin, the impregnant, exists inside the pores through micro-Raman analysis from the inside of the pore to the outside.
The change in the open porosity of bulk graphite as a function of the uniaxial molding pressure during manufacturing is studied using artificial graphite powder. Subsequently, the graphite is impregnated to determine the effect of the open porosity on the impregnation efficiency and to improve the density of the final bulk graphite. Bulk graphite is manufactured with different uniaxial molding pressures after mixing graphite powder, which is the by-product of processing the final graphite products and phenolic resin. The bulk density and open porosity are measured using the Archimedes method. The bulk density and open porosity of bulk graphite increase as the molding pressure increases. The open porosity of molded bulk graphite is 25.35% at 30 MPa and 29.84% at 300 MPa. It is confirmed that the impregnation efficiency increases when the impregnation process is performed on a specimen with large open porosity. In this study, the bulk density of bulk graphite molded at 300 MPa is 11.06% higher than that before impregnation, which is the highest reported increase. Therefore, it is expected that the higher the uniaxial pressure, the higher the density of bulk graphite.
열가소성 복합재료는 수송용 기기의 구조용 소재로써 적용 분야가 확대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유리섬유(GF) 함량 차이에 따른 연속섬유 강화 GF/폴리프로필렌(PP)의 기계적 물성 및 함침성에 대한 평가를 진행하였다. GF 함량이 다른 GF/PP 복합원사를 제조하고 이를 이용하여 연속가압공정법으로 연속섬유 강화 GF/PP 중간재를 제조하였다. GF 함량에 따른 연속섬유 강화 GF/PP 복합재료의 인장강도, 굴곡강도 및 충격강도를 평가하였다. 전계방사형 주사전자현미경을 이용하여 인장파괴 된 GF/PP의 형태를 분석하여 GF 함량에 따른 파괴거동을 확인하였고, 동적기계분석 및 층간전단강도 측정 결과를 바탕으로 GF 함량에 따른 함침성 차이를 확인하였다. 궁극적으로 GF/PP 50 wt.% 복합재료 조건에서 기계적 강도와 함침성이 가장 안정화됨을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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