• Carbon letters
• /
• 제17권1호
• /
• pp.33-38
• /
• 2016

In the present study, exfoliated graphite nanoplatelets (xGnP) with different particle sizes were coated onto polyacrylonitrile-based carbon fibers by a direct coating method. The flexural properties, interlaminar shear strength, and the morphology of the xGnP-coated carbon fiber/phenolic matrix composites were investigated in terms of their longitudinal flexural strength and modulus, interlaminar shear strength, and by optical and scanning electron microscopic observations. The results were compared with a phenolic matrix composite counterpart prepared without xGnP. The flexural properties and interlaminar shear strength of the xGnP-coated carbon fiber/phenolic matrix composites were found to be higher than those of the uncoated composite. The flexural and interlaminar shear strengths were affected by the particle size of the xGnP, while the particle size had no significant effect on the flexural modulus. It seems that the interfacial contacts between the xGnP-coated carbon fibers and the phenolic matrix play a role in enhancing the flexural strength as well as the interlaminar shear strength of the composites.

• Composites Research
• /
• 제30권1호
• /
• pp.71-76
• /
• 2017

본 연구에서는 환경인자에 노출된 탄소섬유/에폭시 복합재의 층간전단강도를 이용하여 장기 성능을 예측하였다. 필라멘트와인딩 공법으로 제작된 층간전단시편은 분위기 온도가 $50^{\circ}C$, $70^{\circ}C$, $100^{\circ}C$인 건조 조건과 분위기 온도가 $25^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $70^{\circ}C$인 침수 조건에 각각 3000시간까지 노출시켰다. 연구결과에 따르면 분위기 온도가 $50^{\circ}C$와 $70^{\circ}C$인 건조 상태에서는 층간전단강도가 노출시간에 따라 크게 변하지 않지만 분위기 온도가 $100^{\circ}C$인 건조 상태에서는 노출시간이 길어지면 후경화로 인해 다소 증가한다. 그러나 분위기 온도가 $25^{\circ}C$인 침수 상태의 경우 층간전단강도는 노출 초기에 크게 변하지 않다가 노출시간이 길어지면 감소하고 감소 정도는 분위기 온도가 높아지면 커진다. 각 분위기 온도에 대한 층간전단강도 선형회귀식은 침수 상태에 3000시간까지 노출된 시편에서 얻은 층간전단강도에서 구할 수 있었다. 이들 선형 회귀식을 이용하면 층간전단강도는 분위기 온도가 $25^{\circ}C$와 $50^{\circ}C$인 경우 측정값의 5.5% 이내, 분위기 온도가 $70^{\circ}C$인 경우 측정값의 2.3% 이내로 예측이 가능하였다. 따라서 제시된 성능 예측 절차는 환경인자에 노출된 탄소섬유/에폭시 복합재의 장기 층간전단강도를 잘 예측할 수 있다.

• Composites Research
• /
• 제21권2호
• /
• pp.1-7
• /
• 2008

복합재료는 현재 항공-우주산업, 스포츠와 레저 산업에서 널리 사용되고 있으나, 흡습에 의해 기계적 성질이 저하하는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점에 대한 규명을 위해 $80^{\circ}C$의 수 환경(담수/해수)에서 $100{\sim}200일$ 동안 침지/침지 - 건조한 시편으로 전단강도를 평가하였다. 그 결과, 전단강도의 하락은 초기에는 수지부의 흡습과 실란부의 흡습에 의한 물성저하 그리고 나중에는 실란부와 섬유와의 기계적 결합의 파괴가 주요원인으로 판단되었다. 결론적으로, 복합재료 내의 수분으로 인해 비가역구간을 넘어서게 되면 수분으로 인한 계면 파괴가 일어나 전단강도 회복이 어려워지는 것으로 판단된다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.31-39
• /
• 1997

This research is to evaluate the effect of sunshine treatment on the strength in the Al 6061/AFRP hybrid composite(APAL). APAL specimens were processed by autoclave curing system under the constant condition of curing temperature, time and aluminum surface pertreatment. Aramid patched aluminum alloy can be widely used for the repair of the damage part of the aircraft. The tensile strength of the sunshine treated APAL 2P and 6P composite is 14%, 22% smaller than that of the non-treated material. The interlaminar shear strength of the APAL specimens for the adhesive length of 5mm is 24% higher than that of the APAL for the adhesive length of 10mm. In the case of APAL DS 1P material, interlaminar shear strength of the specimen which was sunshine treated for 200 hours is 21% smaller than that of the non-treated material while interlaminar shear strength of the specimen which was immersed in a 70.deg. C fresh water for 1200 hours decreases by 75.7%.

• Composites Research
• /
• 제24권5호
• /
• pp.34-38
• /
• 2011

탄소나노튜브가 발견된 이후로, 고분자 수지의 기계적, 전기적 물성을 증대시키는 보강재로서 많은 연구가 수행되어 왔다. 더 나아가, 탄소나뉴튜브를 탄소섬유복합재 (CFRP)의 기지가 되는 수지를 보강시키는 데 이용하는 연구도 최근 활발해지고 있는 추세이다. 단일벽탄소나노튜브가 각각 0.2 %, 0.5 %의 중량비로 에폭시 수지에 먼저 분산, 혼합되었다. 이 혼합액을 CFRP를 제작하는데 주로 쓰이는 방법 중 하나인 진공 수지 충전 공정법 (vacuum assisted resin transfer molding, VARTM)으로 탄소섬유 프리폼에 주입하는 방법과 습식 현장 적층법 (wet lay-up)의 두가지 다른 방법으로 복합재를 제작 하였다. 각각의 제작된 시편에 대하여, 층간전단강도 (interlaminar shear strength, ILSS)를 측정하여, 층간전단강도와 공정의 상관관계, 탄소나노튜브의 보강효과에 대하여 조사했다. 탄소나노튜브/에폭시 복합재의 경우 기계적 물성의 향상을 가져왔으나 이를 기지재로 사용한 탄소섬유복합재의 층간전단강도는 특히 VARTM 공정의 경우, 탄소나노튜브의 첨가에 따른 수지의 점도 증가로 인한 공정상의 문제로 기대만큼의 물성향상을 가져오지는 못한 것을 확인하였다.

• Carbon letters
• /
• 제1권2호
• /
• pp.60-63
• /
• 2000

In this work, the carbon fibers-reinforced carbon matrix composites made with different carbon char yields of phenolic resin matrix have been characterized by mechanical flexural tests for acoustic emission properties. The composites had been fabricated in the form of two-dimensional polyacrylonitrile based carbon fibers during the carbonization process. It was found that the composites made with the carbon char yield-rich of resin matrix result in better mechanical interfacial properties, i.e., the interlaminar shear strength (ILSS) of the composites. The data obtained from the acoustic emission monitored appeared to show that the composites made with carbon char yield-rich were also more ductile. From the acoustic emission results, the primary composite failure was largely depended on the debonding at interfaces between fibers and matrix. The interlaminar shear strengths of the composites were correlated with the acoustic emission results.

• Composites Research
• /
• 제28권3호
• /
• pp.94-98
• /
• 2015

탄소섬유 에폭시 복합재료에 다양한 두께의 니켈 박막을 첨가한 복합재료를 제작하여 층간 계면 특성을 평가하고자 한다. 상온에서 스퍼터를 이용하여 니켈 박막을 프리프레그 위에 증착하고 이를 중간층으로 하여 복합재료를 제작하였다. 니켈 박막이 첨가된 탄소섬유 에폭시 복합재료는 니켈 박막 미첨가 탄소섬유 에폭시 복합재료에 비해 층간 전단 특성이 향상되었음을 확인하였다. 층간 파괴거동 분석을 위해 주사전자현미경으로 파단면을 관찰하였으며 니켈 박막이 복합재료 내에 층간 결합력을 높여 계면 특성을 향상시키며 전단시험 시 전단에너지를 흡수하는 역할을 한다는 것을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제28권3호
• /
• pp.136-141
• /
• 2015

The stitching process has been widely utilized for the improvement of through-thickness property of the conventional laminated composites. This paper reports the effects of stitching on the flexural and interlaminar shear properties of multi-axial warp knitted (MWK) composites in order to identify the mechanical property improvements. In order to minimize the geometric uncertainties associated with the stacking pattern of fabrics, the regular lay-up was considered in the examination of the stitching effect. The key parameters are as follows: the stitch spacings, the stitching types, the stitching location, and the location of compression fixture nose. These parameters have little effect on the flexural and interlaminar shear properties, except for the case of stitching location. However, the geometry variations caused by the stitching resulted in minor changes to the mechanical properties consistently. Stitching on the $0^{\circ}$ fibers showed the lowest flexural strength and modulus (12% reduction for both properties). The stitch spacing of 5 mm resulted in 8% reduction for the case of interlaminar strength compared with that of 10 mm spacing.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.216-219
• /
• 2004

The stitching process has been widely utilized for the improvement of through-thickness property of the conventional laminated composites. This paper rep0l1s the effects of stitching on the flexural and interlaminar shear properties of multiaxial warp knitted composites in order to examine the performance improvements. Considered parameters are as follows: the stacking regularity of the multiaxial warp knits, the stitch spacings, the stitching types, the stitching location, and the location of compression fixture nose. These parameters have little effect on the flexural and interlaminar shear properties, except for the case of stitching location. Stitching on the $0^{\circ}$ fibers showed the lowest flexural strength and modulus ($12\%$reduction for both properties). The stitch spacing of 5mm resulted 8% reduction in interlaminar strength compared with 10mm spacing.

• 접착 및 계면
• /
• 제5권1호
• /
• pp.21-28
• /
• 2004

본 연구에서는 사슬말단에 chloropropyl 유기관능그룹을 가지고 있는 실란결합체인 3-chloropropyltrimethoxysilane(CTMS)을 사용하여 여러 농도에서 유리섬유 표면에 사이징 처리하여 유리섬유/나일론 6 및 유리직물/나이론 6 복합재료를 제조하였다. 단섬유 microbonding 시험에 의한 유리섬유/나일론 6 복합재료의 계면전단강도와 short-beam 전단시험과 동역학적 열특성 분석 방법을 통하여 유리직물/나일론 6 복합재료의 층간전단강도 및 저장탄성률에 미치는 결합체 농도의 영향을 각각 조사하였다. CTMS 결합제의 농도가 증가할수록 복합재료의 계면특성이 향상되었다. 결합제의 농도 변화에 대한 유리섬유강화 나일론 6 복합재료의 계면전단강도, 층간전단강도, 층간파단양상 그리고 저장탄성률 등 각 특성 변화의 경향이 서로 일치하였다.