• 공업화학
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• 제27권3호
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• pp.285-290
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• 2016

에폭시 복합재의 물성을 향상시키기 위하여, 일라이트 및 탄소나노튜브가 불소 가스로 표면처리 되었다. 불소화 처리된 일라이트 및 탄소나노튜브는 엑스선 광전자 분광기를 이용하여 분석하였고, 그 복합재의 기계적 및 열적 특성을 평가하였다. 이 에폭시 복합재는 미첨가 에폭시 복합재와 비교하여 인장강도는 약 59%, 충격강도는 18%, 열안정성은 124%로 크게 향상됨을 확인하였다. 에폭시 복합재의 기계적 및 열적 특성의 향상은 일라이트 및 탄소나노튜브의 불소화가 에폭시 내에서 분산성을 향상시키고 에폭시 수지와의 계면 결합력을 증가시켰기 때문이다.

• 폴리머
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• 제39권1호
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• pp.114-121
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• 2015

탄소나노튜브의 불순물을 제거하고 에폭시 수지와의 계면접착력 향상과 에폭시 내 탄소나노튜브의 분산성 증가를 위하여 불산(hydrofluoric acid)으로 그 표면을 개질하였다. 표면 처리된 탄소나노튜브의 결정성은 광전자 분광기(X-ray photoelectron spectroscopy)와 라만 분광기(Raman spectroscopy)를 통해 분석하였고, 인장시험으로 기계적 강도 분석을 실시하였다. 표면 처리된 탄소나노튜브/에폭시 복합재의 인장강도는 미처리 탄소나노튜브/에폭시 복합재와 비교하여 최대 약 33% 향상됨을 확인할 수 있었고, 탄소나노튜브/에폭시 복합재의 전자파차폐 특성은 탄소나노튜브의 불산처리 농도에 따라 증가하는 경향을 보였고 25%의 농도로 처리되었을 때, 최대 전자파차폐 특성을 보였다. 그러나 기계적 특성 및 전자파차폐 특성은 50% 이상의 불산 농도로 처리된 탄소나노튜브/에폭시 복합재에서 오히려 감소하였으며 이는 높은 농도의 불산으로 인하여 탄소나노튜브의 표면 결정성 감소 및 고유 특성에 영향을 미친 것으로 파악된다. 고분자 복합재의 기계적, 전기적 특성 향상은 불산 처리로 인한 탄소나노튜브의 결정성 향상과 에폭시 수지 내에 분산성의 증가에 기인하였다.

• Composites Research
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• 제17권6호
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• pp.1-7
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• 2004

입자강화복합재료에 관한 연구는 오래 전부터 수행되어왔다. 최근 활발한 연구가 이루어지고 있는 나노복합재료도 역시 입자강화복합재료의 한 종류라 할 수 있다. 본 연구에서는 섬유강화 복합재료의 모재로서 사용되어질 수 있는 다중벽탄소나노튜브/에폭시 복합재료를 제작하고 그 물성을 고찰하였다. 본 연구에서 정립한 제작 공정을 사용하여 제작 된 다중벽 탄소나노튜브/에폭시 복합재료의 인장 물성을 MWNT의 첨가량에 따라 고찰하였다 0.5wt%의 MWNT를 첨가 하였을 때, 인장강성은 19%, 인장강토에서는 12%의 증가를 보였다. 또한 경화시 발생하는 재응집 현상을 관찰하고, 기계적 물성을 더 높이 항상시키기 위해서는 이 현상을 억제해야 함을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제24권5호
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• pp.34-38
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• 2011

탄소나노튜브가 발견된 이후로, 고분자 수지의 기계적, 전기적 물성을 증대시키는 보강재로서 많은 연구가 수행되어 왔다. 더 나아가, 탄소나뉴튜브를 탄소섬유복합재 (CFRP)의 기지가 되는 수지를 보강시키는 데 이용하는 연구도 최근 활발해지고 있는 추세이다. 단일벽탄소나노튜브가 각각 0.2 %, 0.5 %의 중량비로 에폭시 수지에 먼저 분산, 혼합되었다. 이 혼합액을 CFRP를 제작하는데 주로 쓰이는 방법 중 하나인 진공 수지 충전 공정법 (vacuum assisted resin transfer molding, VARTM)으로 탄소섬유 프리폼에 주입하는 방법과 습식 현장 적층법 (wet lay-up)의 두가지 다른 방법으로 복합재를 제작 하였다. 각각의 제작된 시편에 대하여, 층간전단강도 (interlaminar shear strength, ILSS)를 측정하여, 층간전단강도와 공정의 상관관계, 탄소나노튜브의 보강효과에 대하여 조사했다. 탄소나노튜브/에폭시 복합재의 경우 기계적 물성의 향상을 가져왔으나 이를 기지재로 사용한 탄소섬유복합재의 층간전단강도는 특히 VARTM 공정의 경우, 탄소나노튜브의 첨가에 따른 수지의 점도 증가로 인한 공정상의 문제로 기대만큼의 물성향상을 가져오지는 못한 것을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제17권3호
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• pp.38-44
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• 2004

레이다나 전자장비에서 복사되어 나오는 전자기파의 차폐는 상업적으로나 군사적으로 매우 중요한 문제이다. 본 연구에서는 다중벽 탄소나노튜브가 모재에 첨가된 섬유강화 복합재의 전자기적 특성을 고찰하기에 앞서, 다중벽 카본나노튜브와 모재로 이루어진 복합재료를 제작하고 그것에 대한 전자기적 특성을 고찰하였다. 복합재료의 제작 방법을 확립하였고, X-band (8.2GHz~12.4GHz)에서 첨가량과 공정변수에 따른 다중벽 탄소나노튜브/에폭시 복합재료의 유전율을 측정하였다. 또한 MWNT의 재응집 현상을 관찰하였고, 이것이 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 복합재료의 유전율은 MWNT의 분산도에 영향을 받았고, MWNT의 첨가량이 증가함에 따라 거의 선형적인 증가를 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.37-37
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• 2000

복합재료는 높은 무게비 강도 및 강성뿐만 아니라 우수한 재료 특성 때문에 경량화와 구조적 안전성이 요구되는 항공기의 구조재로서 사용이 증대되고 있다. 소형 민용항공기는 구조적 안전성과 함께 제작과 정비, 유지보수의 용이성이 중요시된다. 본 연구에서는 복합재료를 구조재로 사용하였을 때의 성능변화와 경량화 등을 검토하기 위하여 기존의 알루미늄 합금을 이용하여 설계된 소형 프로펠러 경항공기 날개의 구조재로서 복합재료를 사용하여 재설계하였다. 날개의 기본 구조는 스킨, 스파, 웹으로 구성된 상자형 단면으로 설계하였으며 날개의 구조재로서 탄소/에폭시를 사용하여 상용 유한요소해석코드인 NISAII를 이용하여 굽힘, 좌굴 등의 응력해석을 수행하였고 기존 설계된 날개와의 성능비교를 위하여 알루미늄 합금으로 설계된 날개를 모델링하여 해석한 결과와 비교하였다. 비교결과 구조재로 탄소/에폭시를 사용하여 설계된 날개가 무게비 성능면에서 더 우수함을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제21권6호
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• pp.1-7
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• 2008

본 연구에서는 염수환경이 고강성 탄소-에폭시 복합재의 기계적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 시편은 UPN139B 탄소-에폭시 복합재로 제작하였고, 3.5% 염수에 0, 1, 3, 6, 9, 12개월 간의 침수 후 면내 인장시험과 전단시험을 수행하였다. 실험에서 온도 조절과 같이 흡수 시간을 절약하기 위한 특별한 가속방법은 사용하지 않았다. 섬유방향 및 기지방향 인장강도와 강성의 경우 12개월 동안의 침수에도 불구하고 특별한 변화를 발견할 수 없었다. 반면 12개월 침수 후 전단강도와 강성은 염수에 노출되지 않은 시편에 비해 약 10% 내외의 감소를 보였다. 본 연구를 통하여 UPN139B가 우수한 섬유방향 강성과 내부식성으로 인하여 염수환경에서 외부수압에 의한 좌굴을 지지해야 하는 구조물의 설계에 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.657-664
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• 2013

에폭시 수지에 다중벽 탄소나노튜브를 첨가하여 초음파 처리와 전단혼합 방법으로 분산시켜 다중벽 탄소나노튜브로 강화된 에폭시 복합재료를 제조하였으며, 에폭시 수지 내 다중벽 탄소나노튜브의 분산 적정성을 판단하고 기계적 및 열적 물성을 고찰하였다. 충전재 분산에 대한 평가를 위해 정성적인 방법으로 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 이미지를 사용하였고, 정량적인 판단을 위해 인장실험을 실시하였다. 또한, 열적 특성을 평가하기 위해 열팽창계수(coefficient of thermal expansion, CTE)를 측정하였다. 주사전자현미경 사진 및 인장 강도와 영률(Young's modulus)의 작은 편차를 통해서 다중벽 탄소나노튜브가 에폭시 수지 내에 적절히 분산되었음을 확인하였다. 충전재 함량에 따라 인장 강도와 영률이 증가함을 보였고 열팽창계수 측정에서는 열안정성 개선을 고찰하였다.

• Composites Research
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• 제25권6호
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• pp.191-197
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• 2012

본 연구에서는 수치적 시뮬레이션을 통해 탄소/에폭시 복합재 적층판의 고속충돌 관통 거동을 연구하였다. 해석은 상용유한요소 해석프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 해석을 수행하였고, 적층판 및 구형 강철 충격체 모두 3차원 요소로 모델링 하였다. 해석에는 적층순서가 $[45/0/-45/90]_{ns}$인 16 및 24장으로 된 복합재 적층판을 고려하였으며 충격체의 초기속도는 140-250 m/s 범위의 값을 사용하였다. 해석결과 예측된 잔류속도는 실험값과 비교적 잘 일치하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.271-277
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• 2010

본 논문에서는 에너지 흡수부재로 사용될 수 있는 단방향 케블라/에폭시 및 단방향 탄소-케블라/에폭시 튜브의 압괴거동을 예측할 수 있는 해석모델을 확립하고 이를 시험을 통해 검증하였다. 해석모델은 상용 외연적 해석 프로그램인 LS-DYNA의 2D 쉘 요소와 Chang-Chang 파손기준식을 이용하였다. 또한, 해석에 적용된 소재의 기계적 물성치는 시험을 통해 얻었다. 해석모델은 원형 튜브에 대한 10mm/min의 준정적 압괴 시험 결과와 비교를 통해 검증하였다. 그 결과 케블라/에폭시 튜브의 하중-변위 곡선은 거의 일치했으며 무게당 흡수 에너지(SEA)도 6% 미만의 오차에서 잘 일치하였다. 하지만, 탄소-케블라/에폭시 튜브는 시험과 약간의 차이를 보이고 있다.