• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.602-604
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• 2011

본 연구에서는 알루미늄 폼 샌드위치 복합재료와 알루미늄 허니컴 샌드위치 복합재료의 면내 외 방향 압축실험으로 하중-변위의 관계를 분석하고 압축 특성을 비교하였다. 만능재료시험기로 1 mm/min 의 속도로 압축을 하였으며, 카메라로 실험과정을 촬영하고 로드셀에서 나오는 데이터를 컴퓨터로 저장하였다. 압축실험의 결과로 알루미늄 폼 및 허니컴 샌드위치 복합재료에서 하중이 증가함에 따라 심재에 좌굴이 발생하였다. 면내 방향 압축실험에서 알루미늄 폼 및 허니컴 샌드위치 시험편에 작용하는 압축 최대하중은 비슷하지만 비중을 고려하면 알루미늄 허니컴 샌드위치 복합재료가 더 우수한 것으로 판단되며, 면외 방향 압축실험에서도 알루미늄 허니컴 샌드위치 복합재료의 압축 최대하중이 알루미늄 폼 샌드위치 복합재료보다 높게 나왔다.

• Composites Research
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• 제28권5호
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• pp.254-259
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• 2015

탄소섬유에 대한 액상 알루미늄의 젖음성이 매우 좋지 않기 때문에 통상적인 주조방법으로는 기공이 없는 건전한 탄소섬유/알루미늄 복합재료 제조가 어려워 이를 극복하기 위해서는 복합재료 주조 시 고온, 고압이 요구된다. 본 연구에서는 탄소섬유 표면에 무전해 도금에 의해 구리를 코팅함으로써 탄소섬유에 대한 알루미늄의 젖음성을 향상시켜 고온, 고압을 가하지 않고 액상의 알루미늄이 탄소섬유들 사이를 자발적으로 침투하여 내부기공이 매우 적은 건전한 탄소섬유/알루미늄 복합재료를 제조할 수 있었다. 제조된 탄소섬유/알루미늄 복합재료내 일부 탄소섬유 다발 안에서 미세기공이 발생하였으나 이 미세기공은 압연과 같은 후 가공에 의해 탄소섬유와 알루미늄 사이의 계면분리나 탄소섬유의 파괴 없이 효과적으로 제거될 수 있었다. 복합재료 제조 시 발생한 미세기공은 탄소섬유와 알루미늄의 젖음성 문제는 아니며 탄소섬유들 사이 공간을 효과적으로 채웠던 액상 알루미늄이 냉각되는 동안 수축으로 인해 일부 탄소섬유들 사이로부터 빠져 나가 수축공 형태의 기공이 발생한 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.646-648
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• 2012

본 연구에서 다루는 복합재료는 알루미늄 폼으로써 다공성 구조체로 고체 알루미늄 금속에 비하여 비중이 1/10 정도로 작고, 충격에너지 흡수가 우수하다. 본 연구에서는 다공성 심재를 갖는 복합재료 알루미늄 폼 코어의 충격실험을 실시하여 기계적 특성을 파악하였다. 시험편은 알루미늄 폼 코어를 갖는 복합재료로써 시험편에 50J의 저 충격에너지를 가하도록 하였다. 그 결과, 모든 실험에서 스트라이커가 상부면재 통과 시 최대하중이 나타났고, 이때의 최대하중 값은 약 5.5 KN으로 나타났다. 또한 최대 하중 발생 시간은 50J일 때 약 4.2 ms가 나왔다. 최대 하중이 발생한 후, 즉 상부 면재 통과 후에 실험에서는 약 10 mm정도를 더 뚫으면서 심재에 까지 손상을 주었지만 하부 면재에는 손상을 주지 못하였다. 이로써 스트라이커가 알루미늄 폼 코어 샌드위치 복합재료를 통과 할 때 상부면재 통과 시 최대 하중이 발생하고 심재를 지나며 서서히 감소되는 것을 볼 수 있었다.

• Composites Research
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• 제26권6호
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• pp.386-391
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• 2013

본 연구에서는 차량의 승차감 향상을 위해 기존의 알루미늄 차량용 휠의 성능을 개선하고자 복합재료-알루미늄 하이브리드 휠을 제안하고 시제품을 제작하여 평가하였다. 유한요소해석 기법을 통해 알루미늄과 복합재료의 접착부에 대한 접착 길이와 접착 두께를 결정하고, 자동조심 및 접착 지그 역할을 할 수 있는 홈과 돌기 구조를 적용하였다. 차량용 복합재료-알루미늄 하이브리드 휠의 성능평가를 위해 다양한 실험을 유한요소해석을 통해 구현하고 안전성을 검토하였다. 복합재료 림 부의 성형을 위한 금형을 설계하고 진공백 성형방법으로 제작한 후 알루미늄 부와 접착을 하여 시제품을 완성하였다. 진동실험 결과, 동일한 형상의 알루미늄 휠보다 10% 가벼운 복합재료-알루미늄 하이브리드 휠의 경우 고유진동수가 16% 증가하였고, 감쇠능이 32% 증가하였다.

• Composites Research
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• 제36권2호
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• pp.101-107
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• 2023

본 연구에서는 질화알루미늄을 강화재로 갖는 알루미늄기지 복합재료를 질소 분위기에서의 아크용해 공정을 통해 제조하였다. 알루미늄과 질소 원자의 화학반응을 1분간 유지시켰을 때, 중간층과 라멜라층으로 구분되는 질화알루미늄 강화상이 자발적으로 알루미늄 용탕 내부에 형성되어 기지 전반에 분포되었다. 복합재료는 약 10 vol.%의 AlN을 가지며, 이 강화재는 계면에서 낮은 열저항과 강한 결합을 보였다. 제조된 복합재료는 열전도도가 높고 열팽창계수는 낮은 열적 특성 조합을 보였다. 또한, 본 연구의 복합재료는 이종원소인 실리콘을 기지에 첨가함으로써 열팽창계수를 추가적으로 감소시키는 것이 가능했다. 이는 아크 용해법으로 제조된 알루미늄기지 복합재료가 낮은 열팽창계수를 요구하는 방열소재로 적용될 수 있는 가능성을 시사한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.103.2-103.2
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• 2012

알루미늄기지 복합재료는 낮은 밀도, 높은 비강도, 우수한 강성을 가지고 있어서 수송기기용 경량소재로서 적용 가능하다. 강화재를 외부에서 주입하는 ex-situ 법에 비하여 화학반응에 의하여 강화상이 생성되는 in-situ 법은 기지와 강화상의 계면 특성이 우수하다. In-situ 주조법으로 제조한 알루미늄기지 복합재료는 여러 형태로 가공하기 위하여 압출, 열간압연 등의 공정을 거치게 되므로 열간가공성에 대한 이해가 필요하다. 이 연구에서는 고온압축시험을 이용하여 in-situ $Al/TiC_p$ 복합재료의 열간가공성을 평가하였다. 고온유동곡선으로부터 변형률속도민감도를 구하였으며 Dynamic Material Model을 이용하여 efficiency of power dissipation을 표현하는 공정지도를 작성하였다. 또한 변형 조건에 따른 미세조직 발달 거동을 조사하였으며 이로부터 각 변형 구간에 대한 변형기구를 도출하였다. 이로부터 알루미늄기지 복합재료의 열간가공성에 미치는 강화상의 영향을 고찰하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.187-187
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• 2010

최근 해상풍력 블레이드가 대형화됨에 따라 보다 가볍고 강한 재료가 요구되고 있다. 현재 주로 사용되고 있는 복합재는 발사우드나 PVC 폼 등을 코어소재로 하고, 유리섬유나 탄소섬유 등을 보강섬유로 사용하고 있다. 본 연구에서는 현재 사용되고 있는 복합재에 대한 특성을 알아보고, 최근 흡음, 충격 및 열에 강한 발포 알루미늄을 이용한 복합재를 해상풍력 블레이드 제조에 적용하여, 구조 강도 실험을 실시함으로써 기존 복합재와 구조 강도 및 비용 등을 비교 검토하여 우수한 복합재를 제시하고자 한다. 이를 위해 대형구조물인 블레이드를 제작하기 위해 적절한 크기의 발포 알루미늄을 상호 접합하기 위한 방법을 연구하고자 하며, 목포대학교에서 보유중인 만능재료시험기(100 Ton)를 활용하여 인장, 압축, 굽힘 실험을 실시하고, 스킨재 변화, 코어재의 밀도와 두께 변화를 고려하여 다양한 복합재의 강도를 비교하고자 한다. 또한, 기존에 사용되고 있는 복합재와 발포 알루미늄을 이용한 복합재의 재료비 및 가공비를 추정하고 경제적인 복합재를 제시하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권2호
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• pp.279-285
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• 2013

소형 복합재료 프로펠러를 제작하기 위한 기존의 알루미늄 몰드를 복합재료 몰드로 대체하기 위한 타당성 연구를 수행하였다. 소형 알루미늄 프로펠러의 세 날개는 복합재료 몰드를 만들기 위해 플러그로서 사용되었다. GRPG 복합재료 몰드와 프로펠러는 실내온도에서 압축과 진공법을 이용하여 불포화된 폴리에스테르 수지, Epovia 겔코트, 우븐과 매트 유리 섬유 등으로 만들어졌다. 표면의 경도와 거칠기, 압축과 흡입 몰드에 의한 강도와 변형은 실험에 의해 결정되었다. 결과는 ISO 484/2 규격과 몇몇의 알루미늄 합금과 비교되었다. 결과로부터 몰드의 변형은 날개 두께에 관한 공차를 만족하는 것을 알 수 있었다. GRPG 복합재료 몰드의 몇 가지 특징은 알루미늄 합금 몰드보다 좋았으며(표면의 매끈함, 중량, 작동 능력과 비용), 다른 몇 가지 특징들은 비슷하였다(분리 능력과 라이프 사이클). 결과적으로 복합재료 몰드는 소형 복합재료 선박 프로펠러를 만들기에 적합한 것을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.111-115
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• 2013

$C_{60}$ 풀러렌이 분산된 알루미늄기지 복합재를 볼 밀링법과 열간압연 공정을 이용하여 제조하였다. 볼 밀링이 진행되는 동안, 알루미늄기지는 그 결정립이 100 nm 이하 수준으로 미세화되어 강화되었다. 동시에 $C_{60}$ 풀러렌이 알루미늄기지 내에 균일하게 분산되어, $C_{60}$ 풀러렌의 첨가량이 증가할수록 복합재의 강도가 증가하였으며, 10 vol%의 $C_{60}$ 풀러렌을 포함하는 순 알루미늄기지 복합재는 1 GPa 수준의 압축 강도를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.3802-3807
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• 2011

본 연구에서는 알루미늄 폼 및 허니컴 샌드위치 복합재료의 면내 외 압축실험을 수행하였다. 실험을 통하여 하중-변위의 관계를 분석하고 압축 특성을 비교한다. 시험편은 만능재료시험기를 사용하여 1 mm/min로 압축을 하였다. 실험과정은 카메라로 촬영하고, 로드셀에서 나오는 데이터는 컴퓨터로 저장하였다. 실험결과를 보면 하중이 증가함에 따라 알루미늄 폼 및 허니컴 심재에 좌굴이 발생하였다. 면내 압축실험에서 알루미늄 폼 및 허니컴 샌드위치 시험편의 압축 최대하중은 비슷하였다. 그러나 비중을 고려하면 허니컴이 폼보다 압축 특성이 더 우수하다. 면외 압축실험에서도 알루미늄 허니컴 샌드위치 복합재료의 압축 최대하중이 알루미늄 폼 샌드위치 복합재료보다 높게 나왔다.