• Composites Research
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• 제21권4호
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• pp.7-14
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• 2008

접착제 이용 결합 조인트의 하중지지 능력 예측 기법은 점착제를 이용한 접합 조인트 설계에 있어서 가장 중요한 기술이다. 본 연구 계면 파괴역학을 이용하여 복합재료/금속 접착 조인트의 하중지시 능력을 예측하는 기법을 소개한다. 구체적으로 복합재료/탄소강 결합의 접착 강도를 계면 균열의 에너지 방출률과 계면 파괴인성치 개념을 사용하여 평가하는 방법을 제시 검증하였다. 계면 균열의 에너지 방출률은 유한요소해선 결과를 이용한 가상 균열 닫음 기법 (VCCT)을 사용하여 계산하였으며, 게면 파괴인성치는 이종재료 ENF (end-notched flexure) 시편을 고안하여 측정하였다. 고안된 이종 재료 ENF 시편을 사용하여 시편의 두께에 상관없이 일관된 Mode II 계면 파괴인성치를 측정할 수 있음과 양면 겹치기 접합 조인트의 특성 에너지 방출률이 측정된 계면 파괴인성치와 일치함을 확인하였다. 따라서 에너지 방출률에 근거한 계면 균열 진전 기준은 접착 조인트의 하중지지 능력을 신뢰성 있게 예측하는 실제적인 설계 도구로서 활용될 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.36-41
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• 2004

A method to measure the interfacial toughness of film/substrate by nanoindenter is proposed. As the thickness of the film decreases, the measurement of the interfacial toughness requires the more sophisticated equipment such as nanoindenter. In this study, the nanoindenter is applied to the substrate near the interface of film/substrate in the direction perpendicular to the normal of the interface, causing the cohesive fracture of the substrate, followed by the interfacial cracking. The specimen of Cu($0.56 {\mu}m$)/Si(530 ${\mu}$) are made by sputtering the copper onto the silicon wafer. By scratching the copper surface, we can make the easy interfacial cracking during the nanoindentation. It is found that the averaged values of the interfacial toughness of the Cu/Si is $0.664{\pm}0.3\;J/m^2$ . The phase angle of the specimen in this study is ${\psi}{\simeq}-36.8^{\circ}$, computed by the method of Suo and Hutchinson.[1]

• 수산해양기술연구
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• 제39권4호
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• pp.262-268
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• 2003

하이브리드 복합재료(Hybrid composite)의 모드 I 층간파괴인성치에 영영향 주는 인자 중 적층순서, 하중점변위율, 초기크랙길이를 변화 시켰을 때의 실험 결과는 다음과 같다. (1) CF/CF, CF/GF, GF/GF로 적층하였을 경우 층간파괴인성치값은 서로 같은 계면을 성형한 것보다 서로 다른 계면을 적층한 CF/GF 의 경우가 강도면에서 가장 높게 나타나는 것을 알 수 있다. (2) 하중점변위율을 0.2, 2, 20mm/min로 변화하였을 때, 미세한 변동은 있었으나, 허중점변위율의 영향은 거의 받지 않는 것을 알 수 있었다. (3) 초기크랙을 25, 30, 35, 40, 50mm로 변화시켰을 때 초기크랙길이의 영향은 일정하지 않았다. CF/CF인 경우는 초기크랙이 짧은 경우, CF/GF, GF/GF인 경우는 초기크랙이 긴 경우에 높은 값을 나타냈다. 이것은 GF 섬유가 직조형태의 프리프레그로 되어 있어 크랙의 진전에 따라 섬유부스러기 등의 생성에 따른 영향이라고 생각된다. (4) 적층순서에 따라 파면의 섬유 분포 형태가 달랐으며, CF/GF인 경우가 섬유의 파손형태가 가장 복잡하게 나타났으며, 이것이 높은 층간파괴인성치를 나타내는 원인이라고 판단된다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권4호
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• pp.328-336
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• 2004

하이브리드 복합재료(Hybrid composites) 의 층간 파괴 인성치에 영향을 주는 인자 중 적층순서, 하중점변위율, 초기크랙길이를 변화 시켰을 때의 실험 결과는 다음과 같다. (1) CF/CF, CF/GF. GF/GF로 적층하였을 경우 층간파괴인성치값은 서로 같은 계면을 성형한 것보다 서로 다른 계면을 적층한 CF/GF의 경우가 강도면에서 가장 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. (2) 하중점변위율은 미세한 변동은 있었으나, 하중점변위율의 영향은 거의 받기 않는 것을 알 수 있었다. (3) 초기크랙을 변화시켰을 때, 초기크랙길이의 영향은 일정하지 않았다. CF/CF인 경우는 초기크랙이 짧은 경우, CF/GF. GF/GF인 경우는 초기크랙이 긴 경우에 높은 값을 나타났다. 이것은 GF 섬유가 직조형태의 프리프레그로 되어 있어 크랙의 진전에 따라 섬유부스러기 등의 생성에 따른 영향이라고 생각된다. (4) 적층순서에 따라 파면의 섬유 분포 형태가 달랐으며 CF/GF인 경우가 섬유의 파손형태가 가장 복잡하게 나타났으며, 이것이 높은 층간파괴인성치를 나타내는 원인이라고 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권5호
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• pp.1140-1147
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• 2001

This paper describes the effect of various molding pressure for Mode I. Mode II interlaminar fracture toughness of carbon fiber reinforced plastic composites by using double cantilever beam(DCB), end notched flexure(ENF) and end loaded split(ELS) Specimen. The value of $G_{IC}$, $G_{IIC}$ as a function of various molding pressure is almost same at 307, 431, 585 kPa, however it shows highest value under 307kPa molding pressure, The SEM photographs show good fiber distribution and interfacial bonding of composites when the molding pressure is the 307kPa.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권6호
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• pp.1187-1193
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• 2002

Anodic bonding process has been quantitatively evaluated based on the Taguchi analysis of the interfacial fracture toughness, measured at the interface of anodically bonded silicon-glass bimorphs. A new test specimen with a pre-inserted blade has been devised for interfacial fracture toughness measurement. A set of 81 different anodic bonding conditions has been generated based on the three different conditions for four different process parameters of bonding load, bonding temperature, anodic voltage and voltage supply time. Taguchi method has been used to reduce the number of experiments required for the bonding strength evaluation, thus obtaining nine independent cases out of the 81 possible combinations. The interfacial fracture toughness has been measured for the nine cases in the range of 0.03∼6.12 J/㎡. Among the four process parameters, the bonding temperature causes the most dominant influence to the bonding strength with the influence factor of 67.7%. The influence factors of other process parameters, such as anodic voltage and voltage supply time, bonding load, are evaluated as 18%, 12% and 2.3%, respectively. The maximum bonding strength of 7.23 J/㎡ has been achieved at the bonding temperature of 460$\^{C}$ with the bonding load of 45gf/㎠, the applied voltage of 600v and the voltage supply time of 25minites.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.85-90
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• 2000

The fracture toughness and crack propagation behaviors of short nylon66 fiber reinforced Chloroprene rubber nave been Investigated as functions of fiber aspect ratio, fiber content and interphase conditions. The J for crack initiation and rupture were determined for short-fiber reinforced rubber. The values of $J_c$ for most reinforced rubbers were low compared that of matrix. But, $J_r$ at rupture showed a higher value than that of matrix. The crack propagation behaviors were analyzed into 3 patterns with increasing fiber aspect ratio and fiber content. The tearing mechanisms of matrix and fiber reinforced rubber were observed by CCD camera focused on the tip of crack and load-displacement graph. Both cases showed a completely different behaviors

• 한국재료학회지
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• 제10권8호
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• pp.551-557
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• 2000

구리계 리드페임의 표면에 흑생산화물을 형성시키기 위하여 알칼리 용액에 담궈 산화시킨후 EMC(epoxy molding compound)로 몰딩하였고 기계적 가공을 하여 SDCB(sandwiched double-cantilever beam) 및 SBN(sandwiched Brazil-nut)시편을 만들었다. SDCB와 SBN 시편은 리드프레임/EMC 계면의 접착력을 각각 준 mode I 하중 및 혼합모드 하중 하에서 파괴인성치로 측정하기 위하여 고안되었다. 파괴경로를 밝혀내기 위하여 접착력 츨정 후에 얻어진 파면에 대하여 glancing-angle XRD, SEM, AFM, EDS 및 AES를 이용하여 분석하였다. SDCB 실험 후의 파면은 파괴되는 양상에 따라 세 가지 형태로 나눌 수 있었으며, 각 형태는 리드프레임의 접착전 표면 산화물 형성 상태와 밀접한 관계가 있었다. SBN 실험 후의 파면은 균열에서 가까운 부분과 먼 부분으로 나누어지는 특징을 보였는데, 이는 동적 파괴 효과(dynamic fracture effect)에 기인하는 것이라 생각된다. 또한 위상각에 따라 확실히 다른 파괴 양상을 보였는데, 이는 위상각에 따라 mode II 성분이 변하기 때문으로 생각된다.

• 한국표면공학회지
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• 제32권4호
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• pp.531-537
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• 1999

A copper based leadframe was oxidized in brown-oxide forming solution, then the growth characteristics of brown oxide and the effect of brown-oxide formation on the adhesion strength of leadframe to epoxy molding compound (EMC) were studied by using sandwiched double cantilever beam (SDCB) specimens. The brown oxide is composed of fine acicular CuO, and its thickness increased up to ~150 nm within 2 minutes and saturated. Bare leadframe showed alomost no adhesion to EMC, while once the brown-oxide layer formed on the Surface of leadframe, the adhesion strength increased up to ~80 J/$\m^2$ within 2 minutes. Correlation between oxide thickness, $\delta$ and the adhesion strength in terms of interfacial fracture toughness, $G_{c}$ was linear. Considering the above results, we might conclude that the main adhesion mechanism of brown-oxide treated leadframe to EMC is mechanical interlocking, in which fine acicular CuO plays a major role.e.