• 수산해양기술연구
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• 제30권1호
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• pp.45-52
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• 1994

The study was conducted to evaluate reliability of the longitudinal tensile properties of unidirectional carbon fiber reinforced composites. Two kinds of carbon fiber reinforced composites laminates were tested in order to examine the factors of variability and have the information concerning reliability improvement. Temperature dependence of the strength and its variability were investigated by means of testing at two kinds of temperatures. Statistical distributions of the respective mechanical properties were obtained from the tensile tests. As a result, strength of composites was directly proportional to the ultimate strain and was not proportional to the elastic modulus. The fracture behavior in bending of notched plate was studied for a composite material. The uniform bending tests of notched plates have been carried out for a wide range of notch radii. The experiment shows that the nominal stress at failure decreased with decreasing notch radius and it approaches a constant value when the notch radius is less than about 0.3mm. The critical maximum stress is governed by notch root radius alone in the case of a constant thickness of specimen.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권8호
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• pp.780-789
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• 2010

The aim of this study is to evaluate the microstructure and tensile property of in-situ (TiB+TiC) particulate reinforced titanium matrix composites (TMCs) synthesized by the investment casting process. Boron carbide ($1,500{\mu}m$ and $150{\mu}m$) was added to the titanium matrix during vacuum induction melting, which can provide the in-situ reaction of $5Ti+B_4C{\rightarrow}4TiB+TiC$. 0.94, 1.88 and 3.76 wt% of $B_4C$ were added to the melt. The phases identification of the in-situ synthesized TMCs was examined using scanning electron microscopy, an X-ray diffractometer, an electron probe micro-analyzer and transmission electron microscopy. Tensile properties of TMCs were investigated in accordance with the reinforcement size and volume fraction. The improvement of tensile property of titanium matrix composites was caused by load transfer from the titanium matrix to the reinforcement and by grain refinement of titanium matrix and reinforcements.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권5호
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• pp.375-380
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• 2021

In this study, we investigate the effect of the duration of mechanical alloying on the microstructures and mechanical properties of ODS ferritic/martensitic steel. The Fe(bal.)-10Cr-1Mo pre-alloyed powder and Y₂O₃ powder are mechanically alloyed for the different mechanical alloying duration (0 to 40 h) and then constantly fabricated using a uniaxial hot pressing process. Upon increasing the mechanical alloying time, the average powder diameter and crystallite size increased dramatically. In the initial stages within 5 h of mechanical alloying, inhomogeneous grain morphology is observed along with coarsened carbide and oxide distributions; thus, precipitate phases are temporarily observed between the two powders because of insufficient collision energy to get fragmented. After 40 h of the MA process, however, fine martensitic grains and uniformly distributed oxide particles are observed. This led to a favorable tensile strength and elongation at room temperature and 650℃.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.179-185
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• 2024

본 연구는 Representative Volume Element(RVE) 모델을 사용하여 초기 공극 결함이 있는 단방향 섬유강화 복합재의 횡방향 인장 강도 변화에 대해 정량적 평가 및 조사되었다. 초기 공극 결함을 표본오차와 신뢰 수준을 기준으로 적정 표본의 수가 계산된 후, 총 5000개의 초기 공극 결함이 있는 RVE 모델이 표본 집단으로 생성되었다. 표본 집단은 차원 축소법과 밀도 기반 군집 분석을 통해 유사도 분석이 진행되었으며 편향되지 않은 표본 집단임이 확인 및 검증되었다. 검증된 표본 분석 결과는 복합재 구조의 신뢰성 해석에 적용될 수 있게 Weibull 분포로 표현되었다.

• Composites Research
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• 제31권3호
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• pp.88-93
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• 2018

본 연구에서는 입자크기가 서로 다른 할로이사이트 나노튜브(Halloysite nanotube, HNT)와 밀드 카본(Milled carbon, MC) 강화 복합재료를 사용하여 손상된 복합재료 적층판을 계단형 패치 보수법에 따라 수리하고, 손상된 면과 수리면 사이의 접합 계면에 입자가 미치는 기계적, 구조적 영향을 분석하였다. 이 때, 고온고습의 가혹한 수분 환경에 장시간 노출시켜 손상된 판을 형성하는 기존 재료와의 상대적인 재료 물성 회복률을 비교하였으며 기계적 물성 시험을 통해 성능평가를 실시하였다. 그 결과 $70^{\circ}C$ 고온 증류수에서 HNT는 입자 첨가량에 따라 흡습률이 MC에 비해 뚜렷한 차이를 보였으며 인장강도와 굽힘강도의 경우, 대체적으로 HNT로 강화된 복합재를 사용하여 보수한 시험편이 흡습 전과 후 모두 높은 수치를 나타냈다. 특히, 0.5, 1 wt. %의 HNT가 첨가되었을 때 흡습률이 가장 적었고 이는 기계적 강도 증가에 관여하는 하나의 요인으로 작용하였다. 반면 MC는 소량만으로도 높은 흡습 저항성을 나타냈으며 하중의 방향에 따라 강도의 차이가 발생했다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권4호
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• pp.376-384
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• 2014

본 연구는 가소화 전분필름의 열적 및 강도적 성질에 미치는 두 종류의 나노셀룰로오스, 즉 마이크로피브릴 셀룰로오스(MFC)와 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC) 및 아민화전분의 첨가영향을 조사하였다. 글리세롤(23 wt%)을 전분의 가소제로 사용하였으며, 나노셀룰로오스를 각각 1, 5, 10, 30 중량부(phr)를 첨가하여 나노필름을 제조하였다. 나노셀룰로오스의 첨가량이 증가함에 따라 인장강도 및 탄성율은 비례적으로 증가하였으나 신장율은 저하하였다. 또한, MFC 강화필름의 강도적 성질이 CNC 강화필름보다 큰 값을 나타냈다. 제지용 사이즈제로 사용하는 아민화전분의 소량 첨가는 강도적 성질의 향상에 양호한 영향을 미쳤다. MFC 강화 전분나노필름의 TGA에 의한 열적 안정성은 MFC (30 phr)의 첨가에 의하여 향상되었으며, 아민화전분 첨가 나노필름의 경우에도 MFC를 첨가함으로써 향상되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.291-298
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• 2019

논문에서는 국내에서 운용되는 수중유도무기(어뢰) 중 추진전지(리튬이차전지)의 전해질 누액에 의한 발연현상을 방지하기 위하여 추진전지의 절연블록 추가를 통한 절연성능 강화 및 단전지 전해액 누액 방지 개선방법에 관해 기술하였다. 국내에서 리튬이차전지를 주전원공급원(추진전지)으로 사용하고 있는 어뢰에 발열 및 발연 현상이 발생하여 해군의 장비 운용에 불편함이 초래되었다. 발연현상에 대한 유의 항목 확인 및 모사시험 결과 전지팩 단위에서 일부 전지셀의 전해질이 누액되어 고전압부분의 주전원 회로와 단자탭간에 단락현상이 발생하여 해당 현상이 발생하였다. 발열 및 발연현상 시 리튬이차전지 특성 및 메커니즘 분석을 통하여 원인분석을 진행하였다. 리튬 이차전지의 전해질 누액 방지를 위해 근본적 개선책(단자 탭 강화)과 보완책(절연블록 선정 및 설치) 등 설계 개선을 수행하였고, 개선 전 후의 성능시험 비교 결과 탭 단자의 인장강도가 약 2배 향상, 내압 특성 또한 향상되었으며, 절연성능 강화로 어뢰의 추진전지 품질을 대폭 개선하였다. 또한 품질개선 방안이 적용되어 3년 이상 야전 운용 결과 이상발연 현상은 발생하지 않았다. 이로써 어뢰 추진전지의 운용 및 저장 안정성 기대된다.

• Composites Research
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• 제36권4호
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• pp.246-252
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• 2023

멤브레인 형 LNG 화물창시스템(Cargo containment system, CCS) 내 유리섬유 강화 복합재료 기반 2차 방벽 설치 시 본딩 자동화 머신(automatic bonding machine, ABM) 활용한 prolonged 구조임과 동시에 양단 접착 고정 사이 비 접착(non-bonding, N-B) 영역의 복합재에서 극저온 열 수축 기인한 상당한 열 응력이 발생하기 때문에 이를 고려한 구조 안전성평가 관점에서 수행된 연구가 있으나 실제로 무한히 긴 길이 고려한 기계적 물성 평가를 수행한 연구는 찾아볼 수가 없었다. 해당 복합재는 파단강도 분산이 큰 세라믹 재료 취성 파괴임을 고려하여 2-파라미터 Weibull 통계분석을 통해 실제 길이 대상 신뢰도 있는 기계적 물성치 값을 표준화 하였으며 LNG 운반 환경을 고려한 극저온 환경까지의 특정 온도별 단축 인장실험을 수행하였다. 실험결과, -70℃에서 기계적 강도가 -20℃에 비해 약 1.5배 급증하고 초기 권축 섬유 신장의 비선형 거동이 억제되었다. 또한, 극저온 환경까지 온도가 낮아질수록 기계적 강도는 계속해서 증가하였으나 반대로 연신은 줄어드는 저온 취성의 현상이 확인되었다. 본 연구에서 제시하는 기계적 물성치 데이터는 멤브레인 형 LNG 화물창 구조 안전성 평가 시 신뢰도 높은 해석 지원 물성치 확보 측면에서 유용하게 적용되어지리라 사료된다.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.8-16
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• 1999

탄소직포/탄소/SiC 복합재는 탄소직포/탄소 프로폼을 SiC의 유기전구체인 polycarbosilane에 다중함침 열처리하여 제조하였다. 더불어 탄소 섬유의 분율과 배열 형태가 다른 두 가지 종류의 저밀도 탄소/탄소 복합재 즉, 탄소직포($\thickapprox$55 vol%)/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유($\thickapprox$40 vol%)/탄소 복합재를 $1700^{\circ}C$ 진공 분위기에서 용융 실리콘과 반응결합하여 고밀도의 탄소섬유/Si/SiC 복합재도 제조하였다. 이 반응 결합 공정 이전 각 밀도가 1.6g/$cm^3$인 탄소직포/탄소 복합재와 1.15g/$cm^3$인 chopped 탄소섬유/탄소 복합재는 반응결합 후 그 밀도가 각각 2.1g/$cm^3$로 증가하였다. 제조한 복합재는 전형적인 섬유강화 복합재의 파괴거동을 보였으며 반응결합 후 밀도와 stiffness 그리고 탄성 한계 강도 등은 모두 현저히 증가하였다. 3점 곡강도와 인장 시험으로 기계적 물성을 비교평가하였다. 탄소직포/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유/탄소 복합재의 곡강도에 대한 인장 강도의 비는 약 1/3이었다. 탄소직포/Si/SiC 복합재의 밀도는 2.06g/$cm^3$, 최대 곡강도는 ~120 MPa, 탄성한계 응력은 ~80 MPa를 나타내었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권3호
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• pp.415-423
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• 2016

원통형 단판적층재는 단판 테이프를 원형 실린더에 감아서 제작된 제품이다. 단판 테이프는 단판을 직사각형으로 제단한 후 섬유 수직방향으로 재봉하여 제작하였다. 단판의 수종과 재봉사의 종류 및 재봉사의 조합을 다르게 제작한 단판테이프로 인장강도 실험이 실시되었다. 라디에타 소나무 단판에 강화 재봉사를 사용하여 재봉선 3줄로 제작한 단판 테이프의 인장강도 성능이 가장 우수하였다. 또한 단판 테이프의 이격 및 끊어짐 현상이 개선되어 원통형 단판 적층재의 작업성이 향상되었다. 원통형 단판적층재는 단판 테이프의 종류와 직물형 유리섬유의 보강 유무 및 단판 적층 수를 다르게 제작하여 낙엽송 원목과 휨강도 성능을 비교 검토하였다. 직물형 유리섬유를 체적비 11%로 보강한 시험편은 휨 파괴계수가 보강하지 않은 시험편보다 65% 향상되었다. 재봉선 2줄 단판 테이프로 제작한 원통형 단판적층재는 단판 테이프 간 Butt joint에서 파단이 발생하였다. 하지만 재봉선 3줄 단판 테이프로 제작한 원통형 단판적층재는 섬유방향으로 파단이 발생하였다.