• 한국재료학회지
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• 제3권2호
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• pp.140-144
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• 1993

열경화성 에폭시 수지의 물성 중 담약성을 개선하기 위해 새로운 반응성첨가제 succinonitrile(SN)을 Diglycidy1 ether of bisphenol A(DGEBA(-4,4'-methylene dianiline(MDA)계에 도입하여 현재 널리 사용되고 있는 유리섬유 복합재료에 매트릭스로 사용될 경우에 있어서 파괴되는 거동을 미시적으로 고찰하였다. 그 결과 post debond friction 에너지가 파괴 거동을 주도하고 있으며, 다음으로 pull-out에너지 그리고 debonding 에너지 순으로 나타났다. 따라서 파괴 거동에 미치고 있는 중요한 요인은 섬유와 매트릭스 간의 경계면 전단 응력이 크게 좌우함을 알 수 있었으며, 이때 반응성 첨가제 SN은 전단응력을 떨어뜨리는 것으로 고찰되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권4호
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• pp.1055-1064
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• 2000

First, various specimen geometries, namely, coupon type, waisted type and dog-bone type, were examined to determine appropriate fatigue specimen of thermoplastic composite material AS4/PEEK and the n, fatigue strength of smooth and notched specimens of AS4/PEEK [-45/0/+45/90]2s was investigated. Fatigue tests were performed under load controlled condition at a stress ratio of 0. 1 at a frequency of 5Hz. Stiffness degradation of specimens with fatigue cycling was monitored using an automated unloading compliance technique. The waisted type specimen is found appropriate for smooth fatigue specimen geometry of AS4/PEEK. As for the effect of stress concentration, it is found that fatigue strength is higher for a 2mm-diameter hole notched specimen than a 5mm-diameter one. Fatigue notch factor decreases with the increase of fatigue life. These results are far different from the trend of fatigue strength of metallic materials. The stiffness variation of smooth specimen was only 4% at maximum until final fracture. On the other hand, the stiffness of hole notched specimen was reduced by 45% at maximum. Notched fatigue strength was compared between thermoplastic composite AS4/PEEK and thermosetting composite Graphite/Epoxy. In long-life fatigue (>104), the AS4/PEEK composite shows superior fatigue strength, but in short-life fatigue, the fatigue strength of the Graphite/Epoxy composite is nearly equal or somewhat higher than that of the AS4/PEEK composite.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.527-536
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• 1995

Analysis of pultrusion process for the thermosetting composites containing volatiles was performed. Degree of cure, amount of volatile evolved and pulling force were calculated for the processing variables such as die temperature and pulling speed. Cure kinetics was modeled from the data obtained by DSC(Differential Scanning Calorimeter). The volatile evolution kinetics was modeled from the data by DSC as well as TGA(Thermo Gravimetric Analyzer). The cure kinetics and volatile evolution kinetics models were incorporated into the energy equation. The resulting governing equation was solved using finite element method. Pulling force was calculated through the analysis of pressure developed inside the pultrusion die. Experiments were performed and the data were compared with the calculated results. Good agreements were observed.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1439-1441
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• 2003

전기절연재의 구조재로 많이 사용되고 있는 FRP(fiber reinforced plastics)는 열경화성 수지를 접착성 결합제(binder)로 하고 고강도 섬유를 보강재로 한 복합재료로서 기계적, 화학적, 전기적 특성이 매우 우수하다. FRP의 기계적 강도는 유리섬유에 의존 하고 있으므로 유리섬유의 방향과 힘을 가하는 방향에 따라서 그 강도의 차이는 매우 크게 나타난다. 본 연구에서는 섬유의 배향에 따른 강도의 변화를 이해하기 위하여 시편을 제작하여 압축강도를 측정하고 압축강도와 응력의 분포를 유한요소법으로 시뮬레이션하였다. FRP rod에 압축응력이 가해졌을 때 섬유의 배향에 따른 파괴강도와 응력의 분포를 유한요소법을 이용하여 시뮬레이션하였고 모델링에는 3-D Shell과 3-D Brick 요소를 사용하였다. 제작된 시편의 강도특성과 시뮬레이션을 통한 응력의 분포를 서로 비교하여 시편의 파괴에 미치는 응력을 고찰하였다.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.49-55
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• 2007

반도체 쿼츠 웨이퍼 다이싱용 블레이드는 마이크로/나노 디바이스와 부품을 제조하기 위해 고정밀도의 가공성을 요구한다. 따라서 균일한 마이크로/나노 선폭의 가공을 위해서는 블레이드의 제작 단계에서 균일한 두께와 밀도를 유지하는 것이 중요하다. 기존의 실리콘웨이퍼 가공을 위해서는 금속의 블레이드가 사용되고 있지만 쿼츠 웨이퍼 가공을 위해서는 고분자 복합재가 사용된다. 이러한 복합재는 가공성, 전기전도성, 그리고 적절한 강도와 연성 및 마모저항성이 있어야 한다. 그러나 기존의 건식성형 공정으로는 균일성을 유지하기 위해 많은 공정과 비용이 소비되고 있다. 본 연구에서는 도전성 나노 세라믹스 분말, 연마재 세라믹스 분말에 열경화성 수지, 전도성 고분자를 혼합한 복합재 분말을 습식성형 공정에 의해 제조, 평가하는 연구를 수행하였다. 먼저 복합재 분말을 액상과 혼합하여 블레이드를 제작하였으며, 액상의 종류, 액상 건조공정의 영향을 고찰하였다. 평가는 마이크로미터 측정기와 현미경을 이용하여 두께를 측정하였다. 두께편차와 기공률, 밀도, 경도, 등의 특성을 비교, 평가하였다. 그 결과 습식성형에 의해 블레이드의 두께편차를 감소시킬 수 있었으며, 경도 등의 특성을 향상시킬 수 있었다.

• Composites Research
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• 제30권1호
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• pp.1-6
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• 2017

에폭시 수지는 3차원 네트웍 구조를 갖는 대표적인 열경화성 수지이다. 최근 에폭시 수지의 네트웍 구조를 제어하여 새로운 기능성 에폭시를 개발하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 액정성 에폭시를 대표로 하는 새로운 개질 에폭시는 랜덤한 형태의 네트웍 구조를 배향 구조로 변경함으로써, 기존의 에폭시로부터 얻을 수 없는 새로운 기능성 발현에 성공하고 있다. 본 논문에서는 액정성 에폭시 수지의 합성과 고방열성 복합재료로의 응용에 관하여 설명하였다.

• 폴리머
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• 제28권1호
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• pp.35-40
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• 2004

복합재료의 물성에 가장 큰 영향을 미치는 기공 결함의 원인에는 각 공정에 따라 다양하게 나타난다. 본 실험을 통해서 폴리에스터 수지 및 에폭시 수지가 경화될 때 결함으로 작용하여 복합재료의 물성을 저하시키는 기공의 생성원인을 분석하였다. 압력에 의한 영향을 알아보기 위하여 진공 챔버를 제작하였고, 작업 및 환경 상 수지가 노출될 수 있는 분위기에 따른 수지의 열분석을 통하여 경화 시 휘발특성을 분석하였다. 휘발가스 성분분석을 위한 GC/MS 분석 결과 폴리에스터 수지 경화 시 반응성 희석제의 스티렌이 80% 이상 차지하였으며 그밖에 소량의 톨루엔이 검출되었다. 에폭시 수지 경화 시에도 저점도 반응성 희석제인 부틸 글리시딜 에테르가 휘발성분의 90% 이상을 차지하였다. 실험 결과 혼합공정에 의하여 수지 자체적으로 기공 생성 자리를 가지고 있으며 수지에 진공을 가하거나 가열하여 이를 효과적으로 제거할 수 있었다. 여러 공정 중 수지에 함유될 수 있는 수분의 경우 초기 휘발특성이 아세톤보다 컸으며 이밖에 반응성 희석제, 첨가제, 반응가스 등이 수지 경화 시 쉽게 휘발되어 기공 성장의 원인이 됨을 알 수 있었다.

• 접착 및 계면
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• 제21권2호
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• pp.65-70
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• 2020

각각의 다른 복합재료를 연결하는 데 주로 에폭시 접착제가 사용되고 있다. 에폭시 접착제 대표적인 열경화성 수지로서 에폭시와 경화제의 경화 반응을 통해 선형구조에서 3차원의 망상 구조로 변하게 되어 접착을 한다. 경화제의 종류에 따라 비율 및 경화 조건 등이 변하며, 이러한 조건에 따라 물성이 달라진다. 접착공정이 대형화 됨에 따라 접착제를 바르고 즉시 접착하지 못하기 때문에, 대기시간동안 습도 및 온도 등 외부환경에 영향을 받아 접착제의 접착력 저하로 이어지게 된다. 본 논문에서는 유리섬유강화 복합재료에 에폭시 접착제를 사용하여 접착하였고, 단일 랩 전단 시험을 통하여 가사시간에 따른 에폭시 접착제의 접착강도를 평가하였다. 가사시간에 따른 접착력 변화를 확인하기 위하여, 복합재료에 에폭시 접착제를 바르고 상온에서 각 시간에 따라 대기한 후 접착하였다. 단일 랩 전단 강도를 통하여 일정시간 이상 가사시간을 오래 둘 수록 접착강도가 감소한다는 것을 확인하였다. 습도조건에 따른 접착력 변화를 확인하기 위하여, 경화습도 조건을 항온항습기로 조절하여 경화 시켰고, 습도조건에 따른 접착 강도를 단일 랩 전단 시험을 통해 접착력을 평가하였다. 적은 양의 수분은 에폭시 접착제의 경화 반응을 가속시켜 접착 강도를 증가시켰으나, 일정 이상의 과도한 수분은 오히려 접착강도를 감소시킴을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제36권5호
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• pp.315-320
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• 2023

오토클레이브를 사용하는 열경화성 탄소 섬유 복합재 성형 공정에서는 설정한 온도 사이클에 따라 내부 온도가 변화한다. 이 온도 변화에 따라 복합재 수지가 경화되며 성형이 진행된다. 이러한 과정에서 수지의 화학 반응으로 열이 발생하며, 이로 인해 오토클레이브 내부 온도와 복합재의 온도가 다를 수 있는 상황이 나타난다. 이전 연구에서는 복합재와 오토클레이브의 온도를 동일하게 가정하고, 성형 후에 발생하는 잔류 응력과 열 변형을 예측하였다. 그러나 잔류 응력과 열 변형은 복합재 온도와 경화도에 따라 영향을 받는 요소이기 때문에, 본 연구는 수지의 화학 반응열을 고려하여 정확한 온도와 경화도 변화를 계산하는 열화학 모델 해석 기법을 검증하였다. 또한, 이 모델이 다른 두께에서도 이와 같은 경향성을 나타내는지 확인하기 위해 두께별 케이스 연구를 하였다.

• 폴리머
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• 제26권6호
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• pp.718-727
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• 2002

본 연구에서는 최종 복합재료의 기계적 계면특성을 향상시키기 위하여 산소 분위기 하에서 반응성 기체를 사용하는 이온 보조 반응법에 의해 탄소섬유 표면에 Ar+ 이온 빔을 조사하였다. 그리고, 단일 섬유 pull-out 시험을 실시하여 가해진 이온 에너지 세기에 대한 수지 내의 섬유의 뽑힘 정도를 측정한 후 Greszczuk의 .기하학적 모델에 기초하여 섬유/매트릭스 간의 계면특성을 알아보고자 하였다. 그 결과, 탄소섬유를 이온 빔으로 처리함에 따라 섬유와 매트릭스 간의 부착력 증가의 원인이 되는 섬유축 방향으로의 표면 etching 및 반응성 그룹이 형성되어 계면 전단강도가 향상되었으며 0.8 keV 이온 빔 세기에서 최대값을 나타내었다.