• Composites Research
• /
• v.14 no.3
• /
• pp.42-50
• /
• 2001

Modeling of damage initiation in singly oriented ply (SOP) Fiber Metal Laminate (FML) under concentrated loading conditions was studied. The finite element method (FEM) base on the first order shear deformation theory is used for th\ulcorner modeling of damage initiation in SOP FML. The failure indices (FI) of the fiber prepreg and the metal laminate were calculated by using the Tasi-Hill failure criterion and the Miser yield criterion, respectively. To verify the present method, the failure analysis was conducted under uniaxial loading and cylindrical bending, then the analysis under concentrated load was conducted. The results show that the analysis is reasonable. An indentation test was conducted to compare a damage initiation load with a calculated FI. The test was conducted under two side clamped conditions to study the fiber orientation effect. Indentation curve was fitted using the Hertz equation and a damage initiation load is defined that the point which deviate the fitted curve from the real indentation curve. The damage initiation loads were obtained under various fiber orientations and compared with calculated FIs. The experiment was well matched with calculated FI. This results shows that the present method is suitable for the damage initiation modeling of SOP FML.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.23 no.4
• /
• pp.23-30
• /
• 2019

Fiber-Reinforced Cement Composite (FRCC) is known to be effective in mechanical effects such as cracking width control as well as steel anticorrosive effect. In this study, we examined about steel anticorrosive effect by using metal fibers including zinc fibers by accelerated corrosion test. Moreover, it was examined for salt penetration, sacrificial anode effect and formation of electric circuit that was significant effect on the steel anticorrosive effect. As a result, Steel anticorrosive effect was confirmed with mixed metal fibers on FRCC. Especially, In the case of zinc fibers with a high sacrificial anode effect, it was confirmed that the suppression of penetration and corrosion resistance were improved.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.16 no.4 s.97
• /
• pp.13-18
• /
• 1999

섬유강화금속적층재(Fiber Reinforced Metal Laminates. FRMLs)는 고강도금속과 섬유강화복합재료(Fiber Reinforced Composite Materials)를 적층한 새로운 종류의 하이브리드 재료이다. 국산 아라미드 섬유인 헤라크론(Heracron, 코오롱)과 국내 복합재료 제작기술(한국화이바)을 사용하여 섬유강화금속적층재를 제작하고, 이를 HERALL(Heracron Reinforced Aluminum Laminate)이라 명명하였다. HERALL(Heracron Reinforced Aluminum Laminate)의 피로균열성장특성 및 피로균열진전 방해기구를 ARALL(Aramid-fiber Reinforced Aluminum alloy Laminates) 및 Al 2024-T3과 비교해석하였다. HERALL과 ARALL은 균열진전을 저지하는 아라미드 섬유로 인해 뛰어난 피로균열성장특성 및 피로저항성을 보여주었다. 아라미드 섬유의 균열브리드징으로 인한 $K_{max}$의 감소량과 Al 2024-T3의 균열닫힘으로 인한 $K_{max}$의 증가량을 구할 수 있는 응력-COD법을 사용하여 실제로 균열성장에 영향을 준 유효응력확대계수범위를 측정하였다. 균열선단으로부터 균열을 가공하면서 COD 변화량을 측정하여 균열브리징 영역을 구하였다.

• Composites Research
• /
• v.30 no.2
• /
• pp.158-164
• /
• 2017

The fiber metal laminate is a type of hybrid materials laminated thin metallic sheets with fiber reinforced plastic sheets. The laminate has been researched or applied in automotive and aerospace industries due to their outstanding impact absorbing performance in view of light weight aspect. Specially, the replacement of side-impact beam as the fiber reinforced plastic has been researched actively. The objective of this paper is the primitive investigation in the development of side-door impact beam using the fiber metal laminate. First, the three-point bending simulations were conducted to decide the shape of impact beam using the numerical analysis. Next, two cases impact beam (pure DP 980 and fiber metal laminate) were installed in the side-door, and then the bending tests (according to FMVSS 214S) were simulated using the numerical analysis. It is noted that the side-door impact beam can be replaced with the fiber metal laminate sufficiently based on the numerical analysis results.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
• /
• v.49 no.3
• /
• pp.75-81
• /
• 2012

In this paper, an efficient means to estimate the dispersion characteristics of active FSS (or ESS) is presented. We numerically investigate the effective permittivity and the transmission coefficient of 2D metal-fiber composites using linear-lumped impedance loading. We modify the GEC method which is applied to 2D fiber composite material with arbitrary fiber orientation. We show that by varying the impedance value it is possible to control the resonance frequency of the array as well as the bandwidth.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
• /
• 2002.04a
• /
• pp.489-492
• /
• 2002

고분자/금속 복합재료는 현대 전자산업에 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 이들간의 계면은 고분자의 수축 또는 계면 안정성의 저하로 인하여 박리가 일어나게 된다. 즉, 계면의 접합이 떨어지게 되면 전기 화학적인 반응이 계면에서 발생하여 드러난 금속부위는 산화되고 산소가 환원될 때 발생하는 OH기와 같은 라디칼들에 의해 금속과 고분자 사이의 결합이 파괴되어 금속표면으로부터의 고분자의 박리가 발생한다. (중략)

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.45 no.3
• /
• pp.264-268
• /
• 2007

The filtration performance of micron-sized metal fibrous filter was improved by synthesizing carbon nanotubes grown on the surface of metal fibers. The carbon nanotubes are grown with bush-like nanostructures covered around the micron-fibers or web-like nanostructures crossing between the fibers at different synthetic conditions. Filtration efficiency of CNT-metal-filter was measured and compared with the efficiency of the raw metal filter without CNTs. The developed CNT-metal-filter has higher filtration efficiency without significant difference in pressure drop compared with the conventional metal filter, which is because the carbon nanotubes function as the trap of pollutant nanoparticles.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
• /
• 2003.10b
• /
• pp.201-202
• /
• 2003

탄소나노튜브는 역학적 물성이 뛰어날 뿐만 아니라 전기적 특성도 우수하여 현재 매우 많은 연구와 응용개발이 시도되고 있다 일반적으로 전기전도성 고분자 복합체를 얻기 위한 방법으로 카본블랙이나 전도성 섬유, 금속섬유, 전도성 분말 등을 고분자에 혼입하는 방법을 주로 이용하지만, 복합체 내에서 나노구조 형성이 가능한 탄소나노튜브를 이용하면 나노물질의 특성상 매우 유리한 점이 많다. 예를 들면, 우수한 전기특성, 낮은 임계농도, 우수한 역학적 성질 둥이다. (중략)

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.26 no.3
• /
• pp.239-246
• /
• 2015

The hybridization of carbon nano-materials enhances the efficiency of each function of the resulting structure or composites. Also, the addition of non-carbon elements to nanomaterials modifies the electrochemical properties. Electrodes combining porous carbon nanofibers (CNFs) and metal oxides benefit from the combination of the double-layer capacitance of the CNFs and the pseudocapacitive character associated with the surface redox-type reactions. Consequently, they demonstrate superior supercapacitor performance in terms of high capacitance, high energy/power efficiency and high rate capability. This paper presents a comprehensive review of the latest advances made in the development and application of various metal oxide/CNF composites (CNFCs) to supercapacitor electrodes.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.697-698
• /
• 2013

최근에 유연한 성질을 갖는 전자기기들의 수요가 증가하면서, 그에 따라서 유연 전자기기를 뒷받침 해줄 수 있는 에너지 저장체의 유연한 성질도 중요성이 점점 부각되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 유연한 에너지 저장체의 많은 연구들이 유연한 금속 박막이나 특수 공정처리가 필요한 고분자를 이용하고 있으나, 대부분의 유연 에너지 소자들은 에너지 저장체의 성능에 비해 고온과 산 약품과 같은 환경이 필요하며, 비용과 시간이 많이 소모되고 있다. 그에 반해 섬유는 앞에서와 같이 특수 공정 처리가 따로 필요하지 않으며 상온에서도 손 쉽게 이용 가능하며, 신축성이 뛰어난 장점이 있기 때문에 효율적, 비용적으로 유연한 에너지 저장체에 유리한 소재이다. 몸에 해로운 산과 같은 약품처리의 필요도 없으며, 용매를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 용매를 이용한 도포 방법을 사용하면 다양한 물질을 폭넓게 적용 가능하다. 그리고 적용 분야에 맞춰서 섬유의 종류를 조절하면 다양한 성질을 갖는 천 기반의 에너지 저장체가 형성되며, 면 섬유가 수소 결합과 높은 반데르 발스 결합에 의해 탄소나노튜브와 결합하여 높은 에너지 밀도를 갖는 에너지 저장체를 형성하는 것을 분석한 논문들도 보고되고 있다. 면 섬유의 특수한 성질을 이용하여 에너지 저장체를 제작하고 이를 확인하기 위해서 일반 합성 섬유인 polyester와 면 섬유를 비교 제작하였으며, 용매의 형태로 손쉽게 도포 가능한 물질은 탄소 계열의 활물질들이며, 탄소 나노 튜브나 그래핀 등이 분산된 용액을 이용해 천에 도포 가능하다. 탄소 계열의 활물질들은 대표적인 슈퍼캐패시터 물질이며, 천에 도포를 함으로써 천 기반의 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 일반 합성 섬유 polyester와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량(Maximum specific capacitance)이 53.6 F/g으로 나타났으며, 면 섬유와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량이 122.1 F/g으로 나타났다. 따라서 면 섬유에서 높은 에너지 저장 능력을 보이는 것을 실험적으로 확인하였으며, 에너지 저장 능력이 뛰어난 면 섬유를 다음 전극 디자인에서도 일률적으로 적용하였다. 슈도캐패시터의 대표적 물질인 금속 산화물인 망간 산화물(MnO2)을 3전극 도금 시스템을 이용하여 에너지 축전 용량과 에너지 밀도를 올리는 전극을 제작하였다. 특히 망간 산화물의 형태는 표면적을 극대화하기 위해서 평균 지름은 200~300 nm 정도 되는 나노 입자의 형태로 제작하였다. 그 결과, 확연하게 에너지 축전 용량이 향상되었으며, 최대 에너지 축전 용량은 282.0 F/g, 에너지전력 밀도는 14.2 Wh/kg으로 나타나서 금속 산화물의 형태가 주는 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 나노 입자의 형태로 제작된 금속 산화물은 문제점이 발생하였다. 금속 산화물의 전기 전도성이 매우 낮기 때문에, 전기 전도성에 비례해서 전력 밀도의 값이 표현되는데, 전기 전도성이 급격히 감소하기 때문에 전력 밀도도 급격한 감소가 나타난다. 다음과 같이 전기 전도성 물질을 첨가하는 방법은 추가의 공정이 필요한 단점이 있지만 오직 기계적인 인장응력만을 가해서 에너지 밀도와 전력 밀도를 증가시키는 전극을 제작하였다. 인장응력을 섬유 기반의 전극에 가했을 시에 가닥들간의 접촉 증가와 CNT가 정렬되면서 특정 변형률(strain) 이전에서는 전기 전도성이 최대 50% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 선행 연구에서 보고되었다. 이를 이용해서 전기 전도성과 직결되는 전력 밀도의 양도 증가시키고 에너지 밀도의 증가 여부까지 확인한 결과 인장을 가하기 전 면 섬유의 전력 밀도와 에너지 밀도는 6.4 kW/kg and 6.1 Wh/kg으로 나타났으나 30% 변형 인장 후에는11.4 kW/kg과 7.1 Wh/kg으로 나타났다. 그리고 망간 산화물을 첨가한 전극 역시 4.9 kW/kg과 14.2 Wh/kg으로 나타났었으나 인장 이후 전력 밀도는 14.2 kW/kg, 에너지 밀도는 17.6 Wh/kg으로 확연하게 증가한 것을 확인하였다.