• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1569-1575
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• 2012

본 논문은 AUTODYN-3D 프로그램을 이용한 방탄 헬멧의 탄도충격에 관한 연구를 하였다. 두 가지 유형의 재료가 방탄 헬멧에 사용되었다. Kevlar 및 Steel/Kevlar 혼합복합재 이다. 강구와 7.62 mm 금속피복탄이 시뮬레이션에서 사용되었다. 시뮬레이션에서 발사체의 변형된 형상과 내부에너지가 계산되었다. 결과는 Steel/Kevlar 헬멧을 관통하기 위해 요구되는 충격속도는 강구와 7.62 mm 금속피복탄에 따라 각각 655 m/s 와 845 m/s 이상이다. 결과로부터 Kevlar 와 Steel/Kevlar 헬멧 사이의 탄도 저항에 큰 차이를 볼 수 있었다. NIJ-STD-0106.01 Type II헬멧에 대한 시뮬레이션으로 충격 속도 358 m/s 의 7.62 mm 금속피복탄이 사용되었다. 시뮬레이션 결과는 Steel/Kevlar 헬멧이 충격 속도 358 m/s 의 7.62 mm 금속피복탄을 방어할 수 있는 것으로 나타났다.

• 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.

• 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.

• Elastomers and Composites
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• 제54권2호
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• pp.91-96
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• 2019

The purpose of this study was to examine the effect of different yarn twisting methods on physical properties. Plain single jersey structured fabrics were knitted from Kevlar yarn, and from Kevlar/HPPE, and from Kevlar/Basalt fiber, and from Kevlar/Glass fiber and Kevlar/Stainless steel fiber blended and core-spun yarns. and then, The fabrics were coated NBR Latex. The physical properties, including tear strength, modulus, degree of penetration, heat resistance, and cut resistance of the knitted fabrics were investigated and compared. Kevlar/HPPE blended yarn fabrics recorded the highest heat resistance (13 Sec.). and Kevlar/HPPE blended yarn fabrics had good cut resistance (Cut Level 4).

• Composites Research
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• 제16권4호
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• pp.74-79
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• 2003

Micromechanical 시험법과 음향방출을 이용하여 산소 플라즈마 처리된 PBO와 Kevlar 섬유강화 에폭시 복합재료의 계면물성과 미세파괴메카니즘을 고찰하여 상호 비교하였다. 산소 플라즈마 처리된 PBO와 Kevlar 섬유강화 에폭시 복합재료의 계면전단강도와 접착일은 극성 작용기의 도입으로 향상 시킬 수 있었다. 임계표면장력과 총 표면자유에너지 중 극성 표면자유에너지는 플라즈마 처리된 Kevlar 섬유에서 가장 컸으며. 미처리된 PBO의 섬유의 경우에서 가장 작았다. Microfibril 파단 형상은 산소 플라즈마 처리된 Keviar 섬유의 경우에서는 명확하게 관찰 되었으며. 미처리와 비교차여 microfibril 파단이 대각선 방향으로 연속적해서 일어나 가장 많은 섬유 파단 신호가 감지되었다 비파괴 음향방출법을 이용하여 얻은 섬유파단 감지 결과는 microdroplet과 두 섬유강화 복합재료 시험법에서 광학현미경을 이용하여 관찰한 미세파단 형상과 상호 일치하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제24권1호
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• pp.23-30
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• 2007

Kevlar was chemically surface modified with resorcinol-formaldehyde(RF) prepolymer and VP rubber latex for application to high strength tirecords. RF prepolymer was easily obtained by polymerization at room temperature in the presence of a base catalyst. The mechanical and thermal properties of Kevlar were not significantly changed during surface treated under various conditions. The change of adhesion with rubber were investigated through H-test method. Maximum increase of adhesion force between rubber and Kevlar was obtained up to 40% than that of untreated one when the fiber was soaked in RFL dipping solution and thermally treated at $170^{\circ}C$ for 3 - 5min.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.128-134
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• 2014

A Experimental study on frequency characteristics of the microphone array covered with Kevlar in closed test section wind tunnel. Microphones that are flush mounted in a closed test section wall of wind tunnel are subject to very high flow noise resulting from the turbulence in the wall boundary layer. At this time the microphones measure the strong hydrodynamic fluctuations generated by the flow. The phenomena are referred to a microphone self-noise and a method for reducing this has studied. In this paper the array that covered with acoustically transparent Kevlar sheet was designed and made to reduce the flow-induced self-noise. For the validation frequency characteristics of the Kevlar, the microphone array was installed on the wall and test was performed for white noise and sine wave of several frequencies using loudspeaker. In addition, the paper compared the signals as a tension of Kevlar. The results were presented that tend to decrease the sound pressure level at high frequency above 3500Hz according to existence of Kevlar.

• Composites Research
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• 제21권2호
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• pp.15-24
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• 2008

본 연구에서는 Kevlar 직물에 전단농화 특성을 갖는 나노 실리카 입자를 함침시켜 저속충격 특성 및 마찰특성 실험을 수행하였다. 나노입자의 크기에 따른 영향력을 평가하기 위해 100nm, 300nm, 500nm 직경크기의 구형 실리카 입자를 충진한 전단농화유체를 제작하였으며 유변물성 시험을 통해 전단담화 현상 및 급격히 점성이 증가하는 전단농화현상을 확인하였다. 전단농화유체를 Kevlar 직물에 함침시켜 저속 낙하 충격시험을 수행한 결과 나노입자 처리를 한 Kevlar 직물에서 우수한 충격흡수 특성을 보였으며 특히 함침된 나노입자의 크기가 작을수록 충격흡수양이 증가하였고 변형의 양도 가장 적게 나타났다. Kevlar 직물 내에서의 얀의 Pull-out 실험과 직물간 마찰력 실험을 통해 나노입자의 크기가 작을수록 전단농화 현상으로 인한 마찰력의 증가가 더욱 크게 나타남을 확인하였다. 이러한 마찰력의 증가가 얀의 Pull-out 에너지를 증가시키게 되어 주요 충격흡수 메커니즘으로 작용하게 되는 것이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제24권2호
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• pp.191-200
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• 2017

Impact resistance and weight are important features for ballistic materials. Kevlar fibres are the most widely reinforcement for military and civil systems due to its excellent impact resistance and high strength-to-weight ratio. Kevlar fibres or spectra fiber composites are used for designing personal body armour to avoid perforation. In this study, the ballistic impact behaviour of Kevlar/filled epoxy matrix is investigated. Three different fillers, nanoclay, nanocalcite and nanocarbon, were used in order to increase the ballistic impact performance of Kevlar-epoxy composite at lower weight. The filler, nanoclay and nanocalcite, content employed was 1 wt.% and 2 of the epoxy resin-hardener mixture while the nanocarbon were dispersed into the epoxy system in a 0.5%, 1% and 2% ratio in weight relating to the epoxy matrix. Specimens were produced by a hand lay-up process. The results obtained from ballistic impact experiments were discussed in terms of damage and perforation. The experimental tests revealed a number of damage mechanisms for composite laminated plates. In the ballistic impact test, it was observed whether the target was perforated completely penetrated at the back or not. The presence of small amounts of nanoclay and nanocalcite dispersed into the epoxy system improved the impact properties of the Kevlar/epoxy composites. The laminates manufactured with epoxy resin filled by 1 wt.% of nanoclay and 2 wt% nanocalcite showed the best performance in terms of ballistic performance. The addition of nanocarbon reduced ballistic performance of Kevlar-epoxy composites when compared the results obtained for laminates with 0% nanoparticles concentration.