Korean Journal of Materials Research (한국재료학회지)

Materials Research Society of Korea (한국재료학회)
권호 표지

Morphology Changes in the Matrix of 2D-Carbon Fiber Reinforced Composites during the Carbonization Process

이차원 구조(2D) 탄소섬유 보강 복합재의 탄화공정중 기질의 형태 변화

  • Joo, Hyeok-Jong (Dept. of Polymer Science & Engineering, Chungnam National University ) ;
  • Yoon, Byeong-Il (Agency for Defense Development) ;
  • Choi, Don-Muk (Dept. of Polymer Science & Engineering, Chungnam National University) ;
  • Oh, In-Seok (Dept. of Polymer Science & Engineering, Chungnam National University)
  • 주혁종 (충남대학교 공과대학 고분자 공학과) ;
  • 윤병일 (국방과학 연구소) ;
  • 최돈묵 (충남대학교 공과대학 고분자 공학과) ;
  • 오인석 (충남대학교 공과대학 고분자 공학과)
  • Published : 1992.08.01
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Abstract

The carbonization behaviors of CFRP fabricated with 2D-woven fabric and matrix phenolic resin have been studied. The changes in dimension were observed in the temperature range of 365-37$0^{\circ}C$ in the thickness direction, 118-12$0^{\circ}C$ in the normal direction each other by TMA analysis. Observation with the optical microscope shows that the formed cracks and pores during the fabrication of CFRP were propagated with the increase of pyrolysis temperaure. New cracks and pores were formed in the pyrolysis temperature range of 400-50$0^{\circ}C$ In line with the formation and propagation of cracks, porosity was increased and density was decreased rapidly in the pyrolysis temperature range of from 40$0^{\circ}C$ to 70$0^{\circ}C$. Therefore heating rate in the carbonization process need to be controlled carefully by intervals.

본 연구에서는 2D-woven fabric에 결합재로 페놀수지를 사용하여 성형한 CFRP의 탄화거동을 관찰하였다. TMA분석 결과 적층 두께방향에서는 365-37$0^{\circ}C$ 법선방향에서는 118-12$8^{\circ}C$ 에서 치수변화가 일어났다. 각 온도 구간별로 광학현미경으로 관찰한 결과 CFRP제조시 형성된 크랙이나 기공은 열처리온도에 따라 성장하였으며, 400-50$0^{\circ}C$ 부근에서 새로운 많은 크랙이 형성되었다. 기공률과 밀도가 400-50$0^{\circ}C$ 에서 급격히 변화한 것을 볼 때 이 구간에서 복합재 내부에서 크랙이 형성 및 성장하는 것을 알 수 있었다. 따라서 CFRP를 탄화할 때 승온속도를 구간별로 조절할 필요성이 있는 것으로 판단되었다.

Keywords