• 제목/요약/키워드: 섬유강화플라스틱

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인공해수중 GFRP의 피로특성에 관한 연구 (A study on fatigue properties of GFRP in synthetic sea water)

  • 김연직;임재규
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.1351-1360
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    • 1993
  • 본 연구에서는 수적법(hand lay up : HLU)을 이용하여 단 섬유포(chopped strand mat : CSM)형태의 유리섬유를 불포화 폴리에스테르 수지에 강화시킨 복합 적층 판을 대상으로 해수중에서 굽힘·피로시험을 실시하여 피로균열 성장거동을 관찰하고 파면관찰을 통하여 GERP의 피로특성을 검토하였다.

탄소섬유강화플라스틱 유래 폐 탄소섬유로 제조된 불화탄소 기반 리튬일차전지의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of CFX Based Lithium Primary Batteries Produced by Carbon Fiber Reinforced Plastic -Derived Waste Carbon Fibers)

  • 하나은;임채훈;하성민;명성재;이영석
    • 공업화학
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    • 제34권5호
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    • pp.515-521
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    • 2023
  • 본 연구에서는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)을 열분해하여 얻은 폐 탄소섬유를 이용하여 기상 불소화를 통해 불화탄소를 제조하고 리튬일차전지의 환원극 소재로 재활용하고자 하였다. 먼저 열분해로 얻은 폐 탄소섬유의 물리화학적 특성을 파악하였으며, 이 폐 탄소섬유에 기상 불소화 효과를 평가하기 위하여 불화탄소의 구조적, 화학적 특성을 분석하였다. XRD 분석에 의해 폐 탄소섬유의 육각망탄소 적층구조(002피크)는 기상 불소화의 온도가 증가함에 따라 점차 불화탄소 구조(001피크)로 전환되었음을 확인하였다. 이 불화탄소를 이용하여 제조된 리튬일차전지의 방전용량은 최대 862 mAh/g이었다. 이는 다른 탄소 재료로 제조한 불화탄소 기반 리튬이온차전지의 방전용량과 비교하였을 때 우수한 성능을 보였다. 이러한 결과는 폐 CFRP 기반 폐탄소섬유를 이용한 불화탄소는 리튬일차전지의 환원극 소재로 활용할 수 있을 것으로 여겨진다.

2MW급 대형 풍력발전기용 고속커플링 개발 (Development of high speed coupling for 2MW class wind turbine)

  • 손승덕;이형우;한정영;김용원;강종훈
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권3호
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    • pp.262-268
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    • 2014
  • 본 연구는 2MW급 풍력 발전기용 고속커플링의 요구조건인 유연성과 절연성 및 과부하시 기능부품의 파손을 방지하기 위한 동력 차단기능을 만족하기 위한 구조설계와 검증에 관한 것이다. 커플링의 유연성과 절연기능은 강도와 유연성 및 절연성을 동시에 가지는 유리섬유강화플라스틱을 이용하여 설계하였으며 유한요소해석을 통하여 원소재 두께를 최적화하였다. 또한 이상 토크 발생시 동력전달을 차단하기 위한 토크리미터를 마찰차 형식으로 설계하였다. 시제품의 성능평가를 통하여 설계변수의 타당성을 검증하였다.

유리섬유강화 플라스틱을 이용한 적층공정 근로자들의 스티렌 노출 평가: 보건진단 사례 (Exposure to Styrene in the Lamination Processes with Fiberglass-Reinforced Plastics: Health Diagnosis Case Report)

  • 최상준;정연희
    • 한국산업보건학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.126-133
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    • 2015
  • 연구목적: 이 연구는 노동부의 보건진단 명령에 의해 유리섬유 강화플라스틱(FRP)을 이용한 이중벽 탱크 제조 사업장의 적층 공정 근로자들을 대상으로 스티렌 노출 특성을 평가하기 위해 수행되었다. 연구방법: 스티렌의 주요발생원 파악을 위해 불포화 폴리에스테르 수지(UPR), 경화제, 조색제, 세척액 등의 원료 내 스티렌 함유량을 가스크로마토그래피 질량분석기(GC-MS)를 이용하여 분석하였다. FRP 적층 공정에 근무하는 작업자들을 대상으로 NIOSH 1501 공정시험법에 의해 공기 중 스티렌 노출 농도에 대한 개인노출 평가를 실시하였고, 생물학적 노출 지표로 뇨 중 만델릭산을 채취한 후 고성능액체크로마토그래피(HPLC)로 분석하였다. 또한 각 직무 특성과 단위작업 중심으로 스티렌에 대한 단시간 노출평가를 수행하였다. 연구결과: 스티렌의 함유량이 가장 많은 주요 원료는 중량비율로37%의 스티렌이 함유된 UPR이었다. 적층 공정의 FRP분무 작업자와 보조 작업자들 모두 스티렌의 8시간 가중평균 노출기준(20 ppm)을 초과하였다. 단시간 노출평가 결과 FRP분무 작업자의 경우 45.9 ppm에서 86.1 ppm 수준으로 FRP를 사용하지 않는 작업보다 통계적으로 유의하게 높은 수준이었다(P<0.01). 가장 높은 수준의 스티렌에 노출되는 단위작업은 FRP를 이용하여 1차 코팅 하는 작업으로 특별한 관리가 필요하였다. 결론: 보건진단을 위해 실시한 이중벽 탱크 제조 사업장의FRP 적층 공정 작업자의 스티렌 노출수준은 노출기준을 초과할 정도로 높은 수준이었다. 그러나 탱크를 천장에 매달고 돌리면서 적층작업을 수행하기 때문에 적절한 국소환기 시스템을 구축하는데 어려움이 있다. 따라서 적절한 방독마스크 착용으로 스티렌 노출 예방이 필요하였다.

엑스선 촬영 시 보조도구 재료로써 탄소 섬유 강화 플라스틱의 유용성 (Usefulness of Carbon Fiber Reinforced Plastics as a Material of Auxiliary Tool for X-ray Imaging)

  • 문준호;구본열
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제46권3호
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    • pp.197-205
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    • 2023
  • When taking X-rays, various auxiliary tools were used to fix a patient's exact shooting position and posture. In this study, we evaluated the usefulness of carbon fiber reinforced plastics(CFRP) 3K as a material of auxiliary tools by comparing poly methyl metha acrylate(PMMA), polycarbonate(PC), and CFRP 3K each of which has high radiolucency. X-ray radiolucencies were measured by stacking 1 mm panels of each material, and contrast to noise ratio(CNR) and signal to noise ratio(SNR) of images of each material were measured by comparing with None, which stands for images that are taken without any material. All three materials showed over 90% X-ray radiolucencies within 2 ㎜ thickness, and there was no significant difference. PC, PMMA and CFRP 3K had high CNR and SNR in order, and CFRP 3K showed the closest CNR and SNR to those of None. While taking X-rays, by using CFRP 3K material within 2 ㎜ thickness as a material of auxiliary tools, which are used to reduce re-shooting and X-ray exposure by fixing a patient's exact shooting position and posture and improve the quality of medical images, a high X-ray radiolucency of over 90% would be obtained, and the influence on the image could be minimized.

인공 가속열화에 따른 차동식 스포트형 열감지기의 고장 원인분석 (Failure Analysis of the Rate of Rise Spot Type Heat Detector on Artificially Accelerated Aging)

  • 김찬영
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.48-55
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    • 2011
  • 차동식 스포트형 공기 팽창식 열감지기를 인공 가속열화 시켰을 때 발생하는 고장 원인에 대하여 분석하였다. 감지기에 고장이 발생하는 원인은 감열실 금속을 고정하는 접합재(binder)가 플라스틱 몰딩(moulding)에서 분리되어 발생하는 고장과, 감열실 금속과 다이어프램 금속을 고정하는 플라스틱 몰딩에 균열이 발생되는 고장으로 확인되었다. 고장이 발생하지 않은 감지기는 감열실 금속 및 다이어프램 금속이 플라스틱 몰딩에 접합재로 완전히 부착되어 있었다. 또한 2010G 감지기는 접합재의 기계적 강도를 향상시키기 위하여 접합재에 유리강화섬유가 추가되었음이 확인되었다. 감지기 종류별에 따른 플라스틱과 접합재의 밀도에는 큰 차이가 없었다. 그러나 감지기의 플라스틱에 대한 열중량분석(TGA) 결과, 제작년도는 같지만 제조회사가 다른 2005A와 2005B의 플라스틱 열적특성이 동일하지 않은 것으로 확인되었다.

철도차량용 폐 복합소재로부터 탄소섬유 회수 (The Recovery of Carbon Fiber from Carbon Fiber Reinforced Epoxy Composites Applied to Railway Vehicles)

  • 이석호;김정석;이철규;김용기;주창식
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.1059-1066
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    • 2009
  • 근래에 와서 강화 플라스틱 복합재료의 생산과 함께 열경화성 수지 폐기물들의 양이 급격하게 증가하여 심각한 환경문제를 야기하고 있다. 우수한 기계적 물성을 지닌 유용한 열경화성 수지의 하나인 에폭시 수지는 열가소성 수지처럼 용융되거나 재 성형되지 않는다. 본 연구에서는 철도 차량용 탄소섬유 강화 에폭시 수지 복합재로부터 에폭시 수지를 분해하여 탄소섬유를 회수하는 일련의 실험을 수행하였다. 여러 분해공정들을 실험적으로 조사하여, 분해 효율과 회수되는 탄소섬유의 기계적 물성을 비교 검토하였다. 회수되는 탄소섬유가 서로 엉키는 것을 방지하기 위해서 각 복합재료 시편은 테플론 지지대로 고정시키고, 기계적인 교반을 가하지 않았다. 분해 생성물은 전자현미경(SEM), 기체 크로마토그라피 질량분석기(GC-MS) 및 만능재료시험기를 사용하여 분석하였다. 질산 수용액을 사용하는 분해 공정과 액상 및 기상 열분해 공정에서는 탄소섬유가 완전하게 회수되었다. 회수된 탄소섬유의 인장강도 감소율은 4% 미만으로 미미하였다.

탄소/탄소 복합재료의 마모특성에 대한 탄소섬유 길이의 영향 (Errects of the Length of Carbon Fiber on the Wear Properties of Carbon/Carbon Composites)

  • 하헌승;김동규;박인서;임연수;윤병일
    • 한국재료학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.292-299
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    • 1993
  • 본 연구에서는 탄소/탄소복합재료의 마모특성에 대한 탄소섬유 길이의 영향을 고찰하였다. 매트릭스 precursor로 레졸형의 페놀수지와 강화재로 표면처리를 하지않은 PAN계 단섬유형 탄소섬유를 사용하여 액상함침법으로 1회의 고온열처리 공정과 4회의 탄화공정을 통하여 탄소/탄소복합재료를 제조하였다. Disk-on-disk형의 마모시험기를 통하여 상대 마찰재로 AISI 304 stainliss steel을 사용하여 0.6MPa(61 ${\times}{10^3}$Kg/$m^2$)의 압력과 0.71m/sec의 미끄러짐 속도하에서 측정된 탄소/탄소복합재료의 마찰계수는 0.2-0.3이었다. 마찰계수에 대한 섬유의 길이의 영향은 크게 나타나지 않았지만, 마모 속도는 섬유의 길이가 증가함에 따라 증가하는 경향이 나타났다. 본 실헙 결과를 섬유 강화 플라스틱의 마모 모델을 적용하여 고찰하여 본 결과, 섬유의 길이가 증가함에 따라 탄소/탄소복합재료의 마모 속도가 증가되는 경향은 생성된느 마모조각의 크기가 커기기 때문에 나타난 현상으로 판단되었다.

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저변형률시험법에 의한 섬유강화 복합재료의 응력부식균열에 관한 연구 (A Study on Stress Corrosion Cracking of Fiber Reinforced Composite by Slow Strain Rate Test)

  • 임재규;최태수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권11호
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    • pp.3433-3440
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    • 1996
  • This paper was investigation of the stres corrosion cracking(SCC) mechanism and the properties of corrosion fracture surface of glass fiber reinforced plastics(GFRP) produced by hand lay up(HLU) method in synthetic sea water. Test material is GFRP, that was used vinylester type epoxy acrylate resin and an unsaturated polyester as the matrix and the chopped strand mat(CSM) type E-glss fiber as the reinforcement. The slow strain rate test(SSRT) was performed on dry, wet and saturated wet specimens in sea water. Here the pH concentration of synthetic sea water was 8.2 and the strain rate is 1 x $10^{-6}$($sec^{-1}$) and test temperature ranges varied from $-60^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$. It could be confirmed the fact that wet specimens tested at a particular test temperature ranges were appeared the eviences of SCC such as con-planar, mirror and hackle zone. Moreover, SCC of GFRP in sea water was characterised by falt fracture surfaces with only small amounts of fiber pull-out, in partial.

인공발(Prosthetic Foot) 스프링용 유리섬유강화 적층재의 적층배향에 따른 층간분리거동 해석 (Analysis of Delamination Behavior on the Stacking Sequence of Prosthetic Foot Keel in Glass fiber Reinforced Laminates)

  • 송삼홍;김철웅
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권4호
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    • pp.623-631
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    • 2003
  • It is considered that the application of advanced composite materials to the prostheses for the disables is important to improve their bio-mechanical performance. Particularly, energy storing foot prosthesis is mostly important to restore gait ability of the disables with low-extremity amputation since it could provide propulsion at terminal stance enhancing the disables ability to walk long distance even run and jump. Therefore, the energy storing spring of Prosthetic foot keel under cyclic bending moment use mainly of high strength glass fiber reinforced plastic. The main objective of this study was to evaluate the stacking sequence effect using the delamination growth rate(dA$_{D}$/dN) of energy storing spring in glass fiber reinforced plastic under cyclic bending moment. The test results indicated that the shape of delamination zone depends on stacking sequence in GFRP laminates. Delamination area(A$_{D}$) turns out that variable types with the contour increased non-linearly toward the damage zones.nes.