• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.17-24
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• 2007

본 연구는 순수 Kevlar 직물과 실리카 입자를 포함하는 전단농화유체가 함유된 Kevlar 액체방탄재(STF-Kevlar)에 대한 방탄충격에 의한 파단모드 연구이다. Cal.22 파편탄과 9mm FMJ 볼탄에 의한 방탄시험에 의하여 이 두 재료는 거시적 측면에서 다른 파단모드를 보여주었다. 순수 Kevlar 직물에서는 얀의 뽑힘(Pull-out)이, 그리고 STF-Kevlar 액체방탄재에서는 얀의 파단이 충격에너지를 흡수하는 주 기구로 나타났다. 전자주사현미경에 의한 미시적 관찰에서 Kevlar 섬유 표면의 벗겨짐, 섬유가 여러 가닥으로 갈라지는 스프리트, 그리고 섬유의 절단, 이 세가지 파단 모드가 손상 정도의 차이는 있지만 공통적으로 두 재료에서 관찰되었다. STF-Kevlar에서, 얀 섬유의 파단은 첫째는 실리카 입자로 덮여있는 얀-얀, 직물-직물 사이의 마찰력과, 둘째는 충격시 전단농화 현상의 발생으로 얀의 이동이 강력하게 억제되기 때문인 것으로 보인다.

• Steel and Composite Structures
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• 제16권3호
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• pp.269-288
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• 2014

Experiments were carried out to investigate the ballistic performance of fiber reinforced plastic(FRP)-steel plates completely penetrated by hemispherical-nosed projectiles at sub-ordnance velocities greater than their ballistic limits. The FRP-steel plate consists of a front FRP laminate and a steel backing plate. Failure mechanisms and impact energy absorptions of FRP-steel plates were analyzed and compared with FRP laminates and single steel plates. The effects of relative thickness, manufacturing method and fabric type of front composite armors as well as the joining style between front composite armors and steel backing plates on the total perforation resistance of FRP-steel plates were explored. It is found that in the case of FRP-steel plates completely penetrated by hemispherical-nosed projectiles at low velocities, the failure modes of front composite armors are slightly changed while for steel backing plates, the dominate failure modes are greatly changed due to the influence of front composite armors. The relative thickness and fabric type of front composite armors as well as the joining style of FRP-steel plates have large effects whereas the manufacturing method of front composite armors has slight effect on the total perforation resistance of FRP-steel plates.

• Composites Research
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• 제18권6호
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• pp.34-39
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• 2005

본 연구에서는 방탄재료로 활용 가능할 것으로 예상되는 여러 구조용 세라믹스의 물리기계적 물성과 방탄물성과의 상호연관성을 분석하였다. 물리기계적 물성을 측정한 후 30mm 고체추진포에서 10.7의 L/D비를 갖는 텅스텐 긴 관통자를 비행시켜 운동에너지(KE)탄에 대한 방탄물성을 측정하였으며, K215 자탄을 기폭시켜 성형작약(HEAT)탄에 대한 방탄물성을 측정하였다. 영률/밀도비, 경도/밀도비 및 꺽임강도/밀도비가 증가할수록 방탄물성이 대체적으로 증가하는 경향을 보였으며, 특히 HEL(Hugoniot Elastic Limit)/밀도비가 증가함에 따라 KE탄에 대한 방탄물성이 선형적으로 증가하는 현상을 나타내었다.

• Composites Research
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• 제32권2호
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• pp.120-126
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• 2019

고성능 직물은 방탄, 방검 등의 개인 보호구뿐만 아니라, 우주보호시스템, 차량방탄 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 또한 고성능 직물의 성능향상을 위한 다양한 종류의 연구가 진행되었고, 동시에 많은 해석 방법들이 개발되어 왔다. 본 연구에서는 고속 및 초고속 충돌, 충격 현상 등에 특화된 상용해석 프로그램인 Autodyn을 사용하여 국산 고성능 직물인 Heracron의 고속 충돌 현상을 최초로 모사하였다. Heracron 직물에 사용된 입력 물성치별 민감도를 확인하는 해석을 수행하였다. 시험의 검증을 위해 2단 경 가스건을 사용하여 직물 1, 3, 5장의 시편을 약 200-500 m/s의 알루미늄 구체의 충돌시켜 전 후 속도를 측정하였다. Autodyn 프로그램을 이용하여 Heracron 직물의 고속 충돌 현상을 성공적으로 구현하였다.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.1-7
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• 2007

본 연구는 전단농화유체(STF)가 함침된 Kevlar 복합재료(STF-Kevlar composite)의 제조 및 방탄성능 평가에 관한 내용이다. 전단농화유체는 fumed silica와 구형 silica를 에틸렌글리콜에 혼합하여 제조하였고 이 유체를 Kevlar직물에 함침시켜 액체방탄재료를 제작하였다. 전단농화거동을 조사한 결과 사용된 STF는 모두 전단농화거동이 발현됨을 확인하였다. 그리고 방탄시험 결과 구형silica STF-Kevlar 복합재료가 보다 우수한 방탄특성을 나타내었다. 한편 방탄시험 시 neat Kevlar 시험편에서는 탄자가 섬유를 pull-out하면서 관통하는 현상이 발생하였으나 LBA시험편에서는 섬유의 pull-out 대신 원주방향으로 섬유가 변형되면서 방탄재료가 변형되는 거동을 보여 서로 다른 변형거동을 각각 나타내는 것으로 관찰되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.759-768
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• 2019

국내에서는 혼성식구조물의 근고부 안정성 확보를 위해 대부분 확장 Tanimoto 식이 이용되고 있다. 확장 Tanimoto 식의 경우에 파랑이 구조물에 직각으로 입사하는 경우보다 경사지게 입사하는 경우에 보다 큰 중량이 산정된다. 본 연구에서는 규칙파 및 불규칙파가 혼성식구조물에 직각 및 경사 입사하는 조건에 대해 수리모형실험으로 수평유속을 계측하여 확장 Tanimoto 식의 적용성을 검토하였다. 파랑이 구조물에 직각으로 입사하는 경우에 최대 수평유속은 파랑의 주기에 관계없이 근고부의 경사면에서 계측되었다. 경사입사파의 경우에는 연파발생조건에서 최대 수평유속이 크게 계측되었다. 실험결과는 Takahashi 등의 연구와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.527-532
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• 2000

The armor composite material targets such as aramid FRMLs with different type and ply number of face material and different type of back-up material, were studied to determine ballistic impact resistance and dynamic failure behavior during ballistic impact. Ballistic impact resistance is determined by $\textrm{V}_{50}$ ballistic limit, a statical velocity with 50% probability for complete penetration, test method. Also dynamic failure behaviors are respectfully observed that result from $\textrm{V}_{50}$ tests. $\textrm{V}_{50}$ tests with $0^{\circ}$ obliquity at room temperature were conducted with projectiles that were able to achieve near or complete penetration during high velocity impact tests. As a result, ballistic impact resistance of anodized Al 5052-H34 alloy(2 ply) is better than that of anodized Al 5052-H34 alloy(1 ply), but Titanium alloy showed the similar ballistic impact resistance. In the face material, ballistic impact resistance of titanium alloy is better than that of anodized Al 5052-H34 alloy. In the back-up material, ballistic impact resistance of T750 type aramid fiber is better than that of CT709 type aramid fiber.

• Composites Research
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• 제22권6호
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• pp.52-62
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• 2009

본 논문은 최적의 방호력과 편의성, 착용감을 갖춘 지뢰 탐지 및 지뢰 제거용 방호복의 국내 기술현황을 분석, 정리한 내용이다. 경량방호 소재는 고강도 직물 및 부직포 소재의 적절한 적층 배열 구조로 구성되어 있어 전체적인 방호복의 중량과 두께를 줄임으로써 착용감을 향상시켜야 한다. 한편 방호복은 인체 부위별 치명상의 정도에 따라 방호성능을 보강하도록 구성함으로써 최대한의 방호성능을 갖추면서 활동성 및 착용감을 향상시켜야 한다. 특히 디자인에 있어서 탈착 및 부착이 용이하고, 부상 시 환자를 움직이지 않고도 인체로부터 방호복을 분리해 낼 수 있도록 고안하여야 한다. 이와 함께 고강도/초경량 하이브리드 방탄 재료 기술 현황에 관하여서도 간략히 기술하였다.

• 한국재료학회지
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• 제20권8호
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• pp.444-449
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• 2010

Transparent ceramics are used in new technology because of their excellent mechanical properties over glasses. Transparent ceramics are nowadays widely used in armor, laser windows, and in high temperature applications. Silicon nitride ceramics have excellent mechanical properties and if transparent silicon nitride is fabricated, it can be widely used. h-BN has a lubricating property and is ductile. Therefore, adding h-BN to silicon nitride ceramics gives a lubricating property and is also machinable. Translucent silicon nitride was fabricated by hot-press sintering (HPS) and 57% transmittance was observed in the near infrared region. A higher wt. % of h-BN in silicon nitride ceramics does not favor transparency. The optical, mechanical, and tribological properties of BN dispersed polycrystalline $Si_3N_4$ ceramics were affected by the density, ${\alpha}:{\beta}$-phase ratio, and content of h-BN in sintered ceramics. The hot pressed samples were prepared from the mixture of $\alpha-Si_3N_4$, AlN, MgO, and h-BN at $1850^{\circ}C$. The composite contained from 0.25 to 2 wt. % BN powder with sintering aids (9% AlN + 3% MgO). A maximum transmittance of 57% was achieved for the 0.25 wt. % BN doped $Si_3N_4$ ceramics. Fracture toughness increased and wear volume and the friction coefficient decreased with an increase in BN content. The properties such as transmittance, density, hardness, and flexural strength decreased with an increase in content of h-BN in silicon nitride ceramics.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권8호
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• pp.777-783
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• 2003

B$_4$C/Al 복합체의 기계적 물성은 제조 과정에서 B$_4$C와 Al의 반응에 의한 반응생성물의 종류와 양에 의해서 결정되므로, 강하고 경량 소재로서의 특성이 요구되는 복합체를 만들려면 반응생성물을 조절할 필요가 있다. TiB$_2$는 알루미늄과 반응성이 거의 없고 B$_4$C보다 낮은 접촉각(100$0^{\circ}C$에서 85$^{\circ}$)을 가지고 있다. 그러므로 B$_4$C를 TiB$_2$로 코팅하면 B$_4$C/Al복합체를 함침법으로 제조하는 경우 알루미늄의 함침 온도를 낮출 수 있다. 본 연구에서는 TiB$_2$가 B$_4$C/Al 복합체의 미세구조와 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. TiB$_2$를 코팅한 B$_4$C 분말을 졸겔법을 이용하여 준비하였다. B$_4$C 입자에 코팅된 TiB$_2$ 입자 크기는 20-50 nm이었다. TiB$_2$를 코팅하고 제작한 B$_4$C/Al 복합체에는 l7wt%의 미반응 알루미늄이 남아있었고, 코팅하지 않고 제작한 것에는 l4 wt%가 남았다. 결과적으로 코팅하고 제작한 복합체는 코팅하지 않고 제작한 것보다 파괴인성은 높고 경도는 낮았으며, 이러한 결과에서 TiB$_2$가 알루미늄의 함침 온도를 낮추고 B$_4$C와 Al이 반응하는 것을 억제하고 있다는 것을 알 수 있었다.