• Composites Research
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• 제24권5호
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• pp.39-43
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• 2011

탄소나노튜브로 보강된 고분자 수지에 대한 연구는 지난 20년간 활발히 수행되어 왔다. 또한 이를 이용하여 탄소섬유복합재의 물성을 증대시키기 위한 연구도 최근 그 영역을 넓혀가고 있다. 탄소섬유복합재는 탄소섬유의 비약적인 발전으로 섬유 방향의 기계적 물성은 상당히 만족할 만한 수준에 도달했으나, 수지에 의해 좌우되는 기계적 물성은 아직 기대에 못미치고 있다. 특히, 층간의 분리 (delamination)는 탄소섬유복합재의 가장 전형적이며 치명적인 파손의 원인중 하나이다. 이 층간분리에 대한 저항성을 알아보는 모드 1 파괴인성 실험 (혹은 double cantilever beam, DCB test)을 다양한 작용기로 기능화된 SWNT가 첨가된 탄소섬유복합재 시편에 대하여 수행하였다. 부직포 형태의 탄소나노튜브층을 이용한 시편의 경우 10.6%의 파괴인성 증대를 보였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권2호
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• pp.252-258
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• 2012

A study of terahertz waves was made for the nondestructive evaluation of FRP (Fiber reinforced plastics) composite materials. The terahertz systems were consisted of time domain spectroscopy (TDS) and continuous wave (CW). The composite materials investigated include both non-conducting polymeric composites and conducting carbon fiber composites. Terahertz signals in the TDS mode resembles that of ultrasound; however, unlike ultrasound, a terahertz pulse was not able to detect a material with conductivity. The CFRP (Carbon fiber reinforced plastics) laminates were utilized for confirming the experimentation in the terahertz NDE. In carbon composites the penetration of terahertz waves is quite limited and the detection of flaws is strongly affected by the angle between the electric field direction of the terahertz waves and the intervening fiber directions. A refractive index (n) was defined as one of mechanical properties; so a method was obtained in order solve the "n" in the material with non-conductivity. The usefulness and limitations of terahertz radiation are investigated for the NDE of FRP composites.

• Composites Research
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• 제13권3호
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• pp.1-8
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• 2000

Excellent environmental durability and handy installation procedure as well as high specific strength and stiffness have introduced fiber-reinforced polymeric composite materials into the civil and architectural engineering field. This study presents the considerably enhanced strength characteristics of the mortal beams by being reinforced with epoxy-bonded carbon fiber sheets(CFS). Three point bending and Charpy impact tests were performed on both of bare and reinforced mortar specimens. The influences of length, and the number of reinforcing plies were investigated. Strength reduction due to pre-existent notch was lessened dramatically. The acoustic emission(AE) measurement revealed the progressive damage process in reinforced specimens.

• Composites Research
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• 제22권5호
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• pp.30-36
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• 2009

복합재 부품의 전형적인 조인트 형태를 평가하기 위해서, 2열 볼트 체결 탄소섬유강화 복합재의 파손강도와 파손 모드에 대하여 연구를 수행하였다. 연구는 상온과 고온다습 조건에서 적층과 형상을 변수로 실험적으로 수행되었다. 실험결과를 바탕으로 다음과 같은 결론을 얻었다. 하중-변위 선도는 두 가지 형태로 관찰되었으며, 각 파손 모드는 하중-변위 선도로 특징지어진다. 고온다습 조건의 파손형태는 베어링 파손 모드이며, 베어링 파손 모드에서 파손 강도는 유효강성의 영향이 크지 않다고 분석된다. 고온다습 조건의 파손강도 감소는 침투한 수분에 의해 섬유와 모재의 층간 결합부의 물성 저하에 기인한다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.28-31
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• 1999

Carbon fiber/epoxy composites using electrodeposited monomeric and polymeric coupling agents were compared with the dipping and the untreated cases. Treating conditions such as time, concentration and temperature were optimized. Four-fibers embedded micro-composites were prepared for fragmentation test. Interfacial properties of four-fiber composites with different surface treatments were investigated with simultaneous acoustic emission (AE) monitoring. The microfailure mechanisms occurring from fiber break, matrix and interlayer crackings were examined by AE parameters and an optical microscope. It was found that interfacial shear strength (IFSS) of electrodeposited carbon fibers was much higher than the other cases under dry and wet conditions. Well separated and different-shaped AE groups occurs for the untreated and ED treated case, respectively.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1-6
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• 2010

Since the fiber reinforced polymeric (FRP) composites are considered in next generation of space transportation systems, reliable thermal expansion properties should be well provided for structural design of composite materials. To obtain accurate mechanical behaviors at a cryogenic temperature, precise strain measurement and calibration must be provided. In this work, apparent strains (or thermal output) of temperature self-compensated strain gages were deliberately investigated for epoxy, CTBN modified epoxy and carbon fabric composite system from room temperature to liquid nitrogen temperature. Also, fourth-order thermal output curves were presented for the further calibration. The results showed that the thermal output is heavily dependent on test materials and a large amount of apparent strains were observed for the polymer resins.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권1호
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• pp.102-108
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• 2012

A study of terahertz waves (T-ray) was made for the nondestructive evaluation of FRP (Fiber reinforced plastics) composite materials. The to-be-used systems were time domain spectroscopy (TDS) and continuous wave (CW). The composite materials investigated include both turbine blades of wind energy (non-conducting polymeric composites) and conducting carbon fiber composites. Terahertz signals in the TDS mode resembles that of ultrasound; however, unlike ultrasound, a terahertz pulse was not able to detect a material with conductivity. This was demonstrated in CFRP (Carbon fiber reinforced plastics) laminates. Refractive index (n) was defined as one of mechanical properties; so a method was solved in order solve the "n" in the material with the cut parts of the turbine blades of wind energy. The defects and anomalies investigated by terahertz radiation were foreign material inclusions and simulated disband. Especially, it is found that the T-ray went through the turbine blade with greater thickness (about 90mm).

• Composites Research
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• 제22권3호
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• pp.82-88
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• 2009

본 연구에서는 노치 홀과 기계적 체결 홀이 탄소섬유강화 복합재의 강도특성에 미치는 영향에 대하여 연구를 수행하였다. 강도는 상온건조, 저온건조($-55^{\circ}C$)와 고온다습 조건($108.3^{\circ}C$)에서 측정하였으며, 실험결과를 바탕으로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기계적 체결 홀에서 인장강도의 증가는 볼트에 의해서 가해진 구속으로 홀 주위의 손상을 억제함으로써, 강도를 증가시킨 것으로 분석된다. 저온($-55^{\circ}C$)에서 인장강도의 증가는 섬유와 모재의 열팽창계수 거동의 특성에 따른 취성 증가의 요인이며, 고온다습 조건($108.3^{\circ}C$)에서 압축강도 감소는 침투만 수분에 의해 섬유와 모재의 층간 결합부의 물성이 저하한 것으로 사료된다.

• Composites Research
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• 제22권3호
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• pp.60-65
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• 2009

본 인구에서는 탄소섬유강화 복합재 구조물의 실제 사용조건인 환경에 따른 기계적 특성 연구를 수행하기 위하여, $[0_6]_T$, $[90_{12}]_T$, $[0_{16}]_T$, $[{\pm}45]_{5S}$, $[0/9012/0]_T$, $[0/45/-45/45/-45/0]_{3S}$의 실험을 통해, 복합재의 강도와 강성을 측정 하였다. 실험 결과, 환경조건에서 복합재의 파손 거동을 파악하고 설계관련 데이터베이스를 확보하였다. 저은 건조 조건에서 강도의 증가는 저온($-55^{\circ}C$)에서 섬유 촉은 모재의 취성 증가의 요인으로 분석된다. 고온다습 조건의 진단강도와 전단탄성계수 감소는 침투한 수분에 의해 섬유와 모재의 결합부의 물성이 저하한 것으로 분석된다.

• 공업화학
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• 제10권3호
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• pp.336-342
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• 1999

탄소섬유 복합재료의 계면강도 증가를 위하여 탄소섬유의 표면처리에 대한 많은 연구가 이루어져 왔다. 기존의 상업적인 표면처리의 경우 탄소 섬유 표면 산화처리 후 수분산성 에폭시계 유기화합물을 코팅 (사이징처리)하여 탄소섬유에 에폭시 기지와의 상용성과 취급 용이성을 부여하고 있다. 이러한 재료로 제조된 탄소섬유 복합재료는 높은 층간 전단 강도를 나타내나 충격강도는 다소 낮은 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유 표면 산화 처리 후 기존의 사이징 처리 대신에 반응성과 유연성이 있는 계면상 (interphase)을 도입하여 복합재료의 층간전단강도와 충격강도를 향상시키고자 하였다. 탄소섬유의 전기전도성을 이용하여 이온화가능하고 연성을 가진 고분자인 MVEMA (poly (methyl vinyl ether-co-maIeic anhydride))와 EMA (poly (ethylene-co-maleic anhydride))를 수용액상에서 탄소섬유 표면에 전착 시키는 방법을 사용하였다. 전착에 의해 MVEMA 또는 EMA가 $0.1{\sim}0.2{\mu}m$ 두께로 얇게 코팅된 탄소섬유, 상용의 탄소섬유, 사이징처리를 하지 않은 탄소섬유로 복합재료를 제조하여 물성을 비교 평가하였다. 계면상의 두께가 얇을수록 층간전단강도가 증가하였으며, 충격강도는 감소하였는데, 계면상의 최적두께는 $0.1{\mu}m$ 정도였다. MVEMA 계면상을 도입한 경우가 상업적으로 표면처리 한 경우보다 층간전단강도의 경우 약 20% 정도 증가하였고 Izod 충격강도의 경우 약 50% 정도 증가하였다. MVEMA 계면상을 도입한 경우 복합재료의 흡습률이 높았다.