• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권8호
• /
• pp.613-618
• /
• 2013

본 논문에서는 복합재 구조물의 제작 현장에서 쉽게 적용할 수 있는 장점을 갖는, 저자에 의하여 'Z-피닝 패치'로 명명된 새로운 Z-피닝 기술에 대하여 소개하였다. 시제작된 'Z-피닝 패치'를 사용하여 Z-핀이 박힌 복합재 단일-겹침 전단 접합시편을 성공적으로 제작하였고, 접합강도의 향상을 점검하기 위하여 시험을 수행하였다. Z-핀의 재질은 스테인레스 강이며, 복합재료와의 접합력을 향상시키기 위하여 Z-핀의 표면은 요철 형상으로 가공하였으며, 화학적으로 부식시켰다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권7호
• /
• pp.693-700
• /
• 2009

본 논문에서는 복합적층판의 취약한 층간 특성을 보강할 수 있는 z-피닝 기술에 대하여 기존에 알려진 방법들을 소개하고, 최근 저자에 의하여 제안된 새로운 방법을 소개하였다. 새로운 방법을 적용하여 시제작된 z-피닝 시편들에 대하여 충격시험을 수행하고, 충격손상 영역을 측정하였다. z-피닝 기술이 적용되지 않은 일반 복합재 시편에 대해서도 동일한 시험을 수행하고, 두 결과를 서로 비교하였다. 결과적으로 새로운 z-피닝 기술은 기존의 기술에 비하여 양산에 적용하기가 매우 유리한 장점이 있으며, 새로운 z-피닝 기술이 적용된 복합적층판 시편들의 내충격 특성이 확실히 향상되고 있음을 알 수 있었다.

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

• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권12호
• /
• pp.967-974
• /
• 2013

저자는 최근 산업체 생산 현장에서 Z-피닝 복합재 구조물을 간편하게 제작할 수 있는 Z-피닝 패치 개념을 제안하였고, 이를 적용하여 복합재 단일-겹침 전단 접합시편을 제작하였으며, 정적시험을 통하여 54~68%의 접합강도의 향상을 발표하였다. 본 연구는 상기 연구의 후속으로서, 반복하중에 대한 접합강도의 향상을 측정하기 위하여 피로시험을 수행하였다. 사용된 Z-핀은 스테인레스강 핀이며, 복합재료와의 결합력을 증가시키기 위하여 표면을 요철 형상으로 가공하였으며, 화학적으로 부식시켰다. 반복하중 조건에서 접합강도는 약 98~125% 향상되었다.

• Composites Research
• /
• 제25권3호
• /
• pp.65-69
• /
• 2012

본 논문에서는 금속 핀으로 보강된 일체성형 복합재 단일겹침 체결부에 대해, 보강 핀이 체결부의 파손거동에 미치는 영향을 시험으로 연구하였다. 핀의 지름(0.3, 0.5, 0.7 mm)과 밀도(0.5, 2.0, 4.0%)를 달리하여 총 6종류의 시편을 제작하였다. 복합재료와 보강핀은 각각 Toray사의 일방향 탄소-에폭시 프리프레그 T700-12K-31E#2510와 스테인리스 강이다. 핀 밀도가 매우 낮은 한 경우(0.5%)를 제외하고는, 모든 체결부에서 두께방향 핀의 보강으로 인해 초기균열의 발생이 더 빨라지는 것으로 나타났다. 그러나 극한강도는 최대 45%까지 증가하고, 특히 접착면의 완전한 분리 후에도 대변형 상태에서 핀이 추가적인 하중을 지지함으로써, 구조물이 안정적 파괴거동을 갖도록 하는 것을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제35권5호
• /
• pp.322-327
• /
• 2022

복합재 체결부는 뛰어난 물성과 가벼운 구조의 수요로 널리 사용되고 있다. 하지만 두께 방향의 취약한 물성으로 인해 체결부 파손이 쉽게 발생한다. 이를 극복하기 위하여 체결부 끝단의 집중되는 응력을 완화시켜주는 Z-피닝, 스티칭 등 다양한 공법들이 적용되고 있다. Z-피닝 공법은 프리프레그의 두께 방향으로 금속 핀이나 카본 핀을 적용하여 보강하는 공법이고, 스티칭 공법은 프리폼에 상부 및 하부 섬유를 교차시켜 두께방향으로 기계적 강도를 향상시키는 방법이다. I-fiber 스티칭 공법은 Z-pinning 공법과 Stitching 공법을 보완한 유망한 공법이다. 본 논문에서는 I-fiber 스티칭 공법으로 보강된 Single-lap joint 시편을 오토클레이브 진공백 성형법으로 제작하여, 모재의 두께와 스티칭 각도에 따른 인장강도 및 피로강도 특성을 평가하여, I-fiber 보강 복합재 체결부 구조물의 보강효과를 검증하였다. 실험결과, 복합재 체결부의 두께가 얇을수록 I-fiber 보강효과가 더 높게 나타났으며 I-fiber로 보강된 복합재 체결부는 파손강도에서 약 52%, 피로강도에서 약 118% 우수한 특성을 나타냄을 확인하였다.

• Journal of Magnetics
• /
• 제20권1호
• /
• pp.31-39
• /
• 2015

Macroscopic hysteresis loops and microscopic magnetic moment distributions have been determined by a three-dimensional (3D) model for exchange-coupled Sm-Co/${\alpha}-Fe$/Sm-Co trilayers with in-plane collinear easy axes. These results are carefully compared with the popular one-dimensional (1D) micromagnetic models and recent experimental data. It is found that the results obtained from the two methods match very well, especially for the remanence and coercivity, justifying the calculations. Both nucleation and coercive fields decrease monotonically as the soft layer thickness $L^s$ increases while the largest maximum energy product (roughly 50 MGOe) occurs when the thicknesses of hard and soft layers are 5 nm and 15 nm, respectively. Moreover, the calculated angular distributions in the thickness direction for the magnetic moments are similar. Nevertheless, the calculated nucleation and pinning fields as well as the energy products by 3D OOMMF are systematically smaller than those given by the 1D model, due mainly to the stray fields at the corners of the films. These demagnetization fields help the magnetic moments at the corners to deviate from the previous saturation state and facilitate the nucleation. Such an effect enhances as $L^s$ increases. When the thicknesses of hard and soft layers are 10 nm and 20 nm, respectively, the pinning field difference is as large as 30%, while the nucleation fields have opposite signs.

• Progress in Superconductivity
• /
• 제3권1호
• /
• pp.23-27
• /
• 2001

We have investigated the mixed-state magnetoresistance of high quality c-axis-oriented MgB2 thin film for magnetic field from 0.5 T to 5.0 T, applied normal to ab-plane. The temperature dependence of magnetoresistance was well described by vortex glass and fluctuation theories for different temperature regimes. We observed glassy exponent of v(z-1)~3 and upper critical field of $H_{c2}$(0)~35 T, which is consistent with previous data obtained from direct $H_{c2}$(0) measurements. Interestingly, the thermally activated flux flow region was observed to be very narrow, suggesting that the pinning strength of this compound is very strong. This finding is closely related to the recent reports that the bulk pinning is dominant in $MgB_2$and the critical current density of $MgB_2$ thin film is very high, comparable to that of cuprate superconductor. The present results further suggest that $MgB_2$is beneficial to technical applications.ons.

• Composites Research
• /
• 제34권5호
• /
• pp.317-322
• /
• 2021

적층 복합재의 특성상 두께 방향 물성이 취약하여 비틀림, 저속충격, 피로 하중 등 복합 하중을 받게 되면 재료 내부의 미세크랙 진전을 통해 층간분리 현상이 발생하게 된다. 이를 방지하고자 Z-pinning, Stitching 등 다양한 3차원 보강 공법과 구조물의 미세균열을 실시간으로 검출하는 구조 건전성 감시 기법이 꾸준히 연구되고 있다. 본 논문에서는 I-fiber 스티칭 공법으로 보강된 Single-lap joint를 Co-curing 방법으로 제작하였으며, 제작된 시편의 강도 및 파손신호 검출 특성을 평가하였다. 균열과 파손신호 검출을 위하여 전기저항법과 AE법을 사용하였으며, 신호분석을 위한 전용회로를 제작하여 인장시험 중의 파손신호를 분석하였다. 실험결과, I-fiber 스티칭으로 보강된 Single-lap joint 시편은 보강이 없는 Co-cured single-lap joint 시편에 비해 강도가 약 44.6% 향상되었다. 또한, I-fiber로 보강된 Single-lap joint 시편은 강도 향상과 더불어 전기저항법과 AE법에 의한 파손 검출이 모두 가능하므로 파손 모니터링에도 효과적인 구조임을 확인하였다.

• Journal of Magnetics
• /
• 제7권2호
• /
• pp.45-50
• /
• 2002

A magnetic field annealing is firstly used for nanostructured Sm-Co/Co films, prepared by magnetron sputtering method. The effects of magnetic field annealing on single-layered Sm-Co films are different from those on multi-layered Sm-Co/Co films. A detailed analysis of microstructures and magnetic properties is made by means of HRTEM, Auger electron spectroscopy, XRD and Physical Property Measurement System (PPMS). From magnetic properties and microstructure analysis, it was confirmed that these differences originate from the effects of magnetic field annealing on crystallization behavior of the films. The relationship between magnetic properties and microstructures explains a different demagnetization process of single-layered and multilayered films. For the single-layered Sm-Co films, magnetic-field-annealing makes the main phases change from $CaCu_5/ to Zn_2Th_{17}$ structure, resulting in a decrease of coercivity. The results show that the magnetic-field-annealing is useful to improve the properties of nanostructured Sm-Co(30 nm)/Co(10 nm) films, which ascribe to improving the pinning effectiveness in coercivity mechanism and decreasing the magnetostatic interaction of films. A very high coercivity about 0.7 T was obtained from nanoscaled multi-layered Sm-Co(30 nm)-/Co(10 nm) films.