• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.12 no.10
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• pp.113-120
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• 1995

여러가지 두꺼운 복합재료 구조물은 3차원 압축 부하 상태에 노출되는 경우가 발생한다. 이런 경우에 있어 서의 복합재료 압축 강도는 압축 평균 응력을 이용하면 예측이 가능할지도 모른다. 이번 연구 에서는 압축 평균 응력을 이용하여 탄소섬유 강화 복합재료들의 압축 강도를 예측하는 모델을 개발 하고자 한다. 이 모델은 압축강도에 영향을 주는 요소, 초기 misalignment를 고려하였고, 탄소섬유와 수지사이에 접합강도가 임계값을 초과할때 복합재료의 파괴가 일어난다고 가정한다. 또 여라가지 문헌들을 통하여 유압이 접합강도에 미치는 점들을 보여준다. 본 모델을 이용한 예측값들은 가해지는 유압에 따라 증가되며, 실험값들과 비교 분석될 것이다.

• Polymer(Korea)
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• v.25 no.2
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• pp.218-225
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• 2001

The electroless plating of a metallic nickel on PAN-based carbon fiber surfaces was carried out to improve mechanical interfacial properties of the carbon fiber/epoxy resin composites which were unidirectionally fabricated by a prepregging method. In this work, the influence of Ni-P alloy concentration showing brittle-to-ductile transition was investigated on interlaminar shear strength (ILSS) and impact strength of the composites. The surface properties of carbon fibers were also measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). As the result, the $O_{ls}$ /$O_{ls}$ ratio or Ni and P amounts were increased with increasing electroless nickel plating time but the ILSS were not significantly improved. However, the impact properties was significantly improved in the presence of Ni-P alloy in the carbon fiber surface, resulting in an increase of the ductility of the composites.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.11 no.1
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• pp.113-120
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• 2007

A new material was tested and its applicability was investigated so as to give the capability of self-diagnosis of fracture in composite mortar. In the research for giving self-diagnosis capability, conductive mortar intermixed with cokes and carbon fiber powder(milled carbon fiber) was developed and its using for self-diagnosis material was proposed. Then after examining change in the value of electric resistance and AE characteristics before and after the occurrence of cracks at each weight-stage, the relationships of each factors were analyzed. As the results, it can be recognized that a new composite material with cokes and carbon fiber powder(milled carbon fiber) can be applied for self-diagnosis of fracture in mortar specimen.

• Composites Research
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• v.13 no.1
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• pp.78-88
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• 2000

Tribological properties of fiber composite materials were measured and wear resistant hybrid structure was proposed based upon the understanding of tribological behavior of the composite materials. Unidirectional composites with glass fibers, carbon fibers, and aramid fibers were tested for tribological properties in order to propose a wear resistant hybrid structure. Hybrid composites which contain carbon and aramid fibers were prepared, the specimens were sliced by a water-jet cutter, and friction and wear properties were measured. An experimental set-up was designed and built for the friction and wear test of the composite specimens. Unidirectional fiber composite and hybrid composite specimens were tested to evaluated the tribological behavior for biomimetic applications. It is observed that the friction and wear behavior of fiber composites depends upon fiber orientation, sliding speed, and type of reinforcing fibers.

• Composites Research
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• v.22 no.1
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• pp.9-14
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• 2009

This paper suggested the electric potential method with a bridge circuit concept for the detection of the location and crack growth of carbon fiber reinforced composites to reduce the measurement numbers. 2 pairs of electrodes were fabricated on the center cracked thin composite plates, and potential changes at one pair of adjacent electrodes were observed while external voltage input was applied to the other pair of adjacent electrodes. The effects of the size and interval of electrodes, location and propagating direction of center cracks were investigated by experiments and finite element analyses. Detectable crack size was influenced by the electrode interval rather than the electrode size, and crack detection was enhanced as the size and interval of electrodes were smaller. Besides, output potential changes were larger as the crack grew and was nearer the voltage input electrodes.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.10
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• pp.838-844
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• 1997

폴리아크릴로나트릴(PAN)계 탄소섬유 및 안정화 PAN섬유를 사용하여 제조한 페놀수지 복합재료의 열주기 산화저항성에 섬유표면의 인산코팅 유.무가 미치는 영향을 조사하였다. 각 복합재료의 열주기 산화저항성은 열중량분석기의 원리를 응용하여, 공기중에서 hot zone과 cold zone을 주기적으로 반복이동하는 열충격조건에 노출되면서 초래되는 복합재료의 중량변화를 측정하여 비교하였다. 시험변수로는 hot zone에 노출된 온도, 시간 및 싸이클횟수를 선정하였다. 이 시험방법은 비교적 단순하며, 작은 크기의 시편으로도 가능하고, 중량변화가 온-라인 모니터에서 직접 감지되므로 데이타의 신뢰성이 \ulcorner다. 각 시험조건에서 인산코팅한 섬유를 사용한 복합재료가 그렇지 않은 재료보다 고온에서의 높은 산화저항성 때문에 우수한 열주기저항성을 보여 주었다. 또한 인산코팅의 존재 여부가 열주기시험 후의 탄소섬유-페놀수지 및 안정화 PAN섬유-페놀수지 복합재료의 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.137-137
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• 2013

지속 가능한 발전을 위해, 한정된 자원인 석유의 고갈을 막기 위해 석유를 수송에너지로 주로 사용하는 자동차에서 바이오 디젤이나 연료전지, 전기자동차 등 다양한 대안이 제시되고 있다. 그러나 식량 가격 상승, 낮은 안정성, 인프라 확충 등의 문제의 해결이 필요할 뿐만 아니라, 석유의 소비를 감소시키는 대신, 지구에서 소비할 수 있는 다른 형태의 에너지를 소모한다는 측면에서 근본적인 에너지 문제의 해결책의 모색이 필요하다. 19세기 후반, 백열전구의 필라멘트 용도로 사용되기 시작한 탄소 섬유는, 철에 비해 5배 가볍고 강도는 10배가 높으며 내열성이 뛰어난 소재로서, 복합소재의 형태로 제조되어 비행기, 우주선, 풍력 발전 블레이드 등 다양한 산업 분야에서 소재의 장점을 발휘하는 재료로 적용 분야가 확대되고 있다. 특히 비행기 분야에서는 최근 비행기 몸체 구조에 기존 알루미늄 합금을 탄소섬유복합재가 대체하고 있으며, 최근에는 부피 기준 50% 가량까지 탄소섬유 복합재를 사용하여 비행기를 제작하고 있다. 이에 따라 기존에 비해 20% 가량 연료 소모가 감소하여, 비행기 한 대 당 연간 2,700톤의 이산화탄소 배출을 저감하고 있다. 이와 같이 탄소섬유 복합재를 다양한 분야에 적용함으로써, 에너지 문제에 대한 보다 근본적인 접근이 가능하다. 그러나 탄소섬유 복합소재는 금속 등 기존 재료에 비해 높은 가격으로 상용 자동차 등 에너지 소비량이 많은 분야에 널리 적용되는데 한계가 존재한다. 이와 같이 높은 탄소섬유의 가격은, 원가의 50% 가량을 차지하는 PAN 원사 가격과 나머지 반절에 해당하는 안정화/탄화 공정 비용에서 기인하는 것으로, 미국의 ORNL (Oak Ridge National Laboratory), 한국의 KIST 복합소재연구소 등에서는 원사, 안정화 공정, 탄화 공정 등 다양한 측면에서 탄소섬유 복합재의 가격을 절감할 수 있는 방안을 연구 중이다. 미국 ORNL에서는 마이크로웨이브 플라즈마를 이용하여 기존에 열을 이용해 수행하던 탄화 공정 비용을 크게 절감하고 있으며, KIST에서는 대기압 플라즈마를 이용하여 기존에 열을 이용해 2시간 가량이 소요되는 안정화 공정을, 대기압 플라즈마를 이용하여 30분여로 단축된 시간에 수행하는 공정을 개발 중이다. 본 발표에서는 탄소섬유 복합재의 개요와, 탄소섬유 가격 절감 방안으로서의 플라즈마에 대해 논의하며 대기압 플라즈마의 다양한 응용에 대해 소개할 예정이다.

• Composites Research
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• v.18 no.1
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• pp.38-44
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• 2005

In this paper, the group velocity dispersion curves of the $S_o$ symmetric mode in unidirectional CFRP plate was calculated as varying the propagating direction. The group velocity curve was obtained with the group velocities of the $S_o$ symmetric mode corresponding to 0.2 MHz-mm under the first cut-off frequency in the dispersion curves, and corrected by introducing the slowness curve. The velocities of the $S_o$ symmetric mode in the unidirectional CFRP plate were measured as varying the propagating direction and compared with the col?rotted group velocity curve. The measured velocities were good agreement with the corrected group velocity curve except near the fiber direction which was called the cusp region. It implies that the direction of the group velocities incline toward the fiber direction of the unidirectional CFRP plates when the propagation direction is not accorded with the principal axis. It is supposed that this phenomenon rerults from the preferential propagating the energy toward the direction with the faster propagation velocity.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.57.1-57.1
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• 2011

본 논문에서는 소음을 저감하고 구조적 안전도를 향상시키기 위하여 10kW급 소형 복합재 풍력터빈 블레이드를 해석, 설계하였다. 풍력터빈 블레이드 설계의 기본 사항에 맞추어 블레이드의 스팬 길이는 약 4m, 중량은 30kg 내외가 되도록 설정하였다. 풍력발전기용 블레이드는 경량화가 중요하므로 유리섬유복합재 (glass fiber reinforce pastics), 탄소섬유복합재 (carbon fiber reinforced plastics)가 사용되었다. 본 설계에서는 Carbon prepreg (WSN3KY), Carbon UD(UIN150c), E-glass 등을 사용하였다. 상용 유한요소 프로그램인 NASTRAN을 이용해 Carbon prepreg (WSN3KY), Carbon UD (UIN150c)의 탄소섬유복합재만으로 구성된 블레이드 구조해석을 수행한 결과 중량 조건 및 강도의 안전도는 충족되었으나, 높은 가격을 감안하여 E-glass와 조합하여 블레이드를 재설계할 예정이다. 이번 설계는 소형 풍력발전용 블레이드 설계이므로 좌굴은 고려하지 않았으며, 향후 필요에 따라서 좌굴 및 피로해석도 수행하여 검증할 예정이다. 그리고 블레이드가 복합재로 구성되면 감쇠력이 감소할 가능성이 있다. 탄소섬유복합재로만 구성된 블레이드 구조해석에서도 최대 40cm의 변형이 예측되었으며, 감쇠값 저하 문제도 고려하여야 될 것 같아 BEMT (Blade Element Momentum Theory) 공력모델을 이용해 구조-유체 연성 결합 해석을 수행할 계획이다.

• Polymer(Korea)
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• v.25 no.2
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• pp.293-301
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• 2001

Electrically conductive carbon fiber/high density polyethylene (CF/HDPE) composite films were fabricated by new method, so called electron-ion technology (EIT) and the effects of CF epoxy sizing on the volumetric resistivity. tensile strength and interphase properties of the films were investigated. While epoxy sizing increased conductivity of composite films resulting from enhanced tunneling effect it reduced interphase adhesion between CF and HDPE because polar epoxy sizing and nonpolar HDPE are incompatible. Consequently epoxy sized CF(CF(S)) caused significant reduction in the volumetric resisitivity and tensile strength of composite films when compared with unsized CF(CF(U)). Epoxy sizing reduced nucleating efficiency of CF(S), therefore CF(S)/HDPE composite films showed nonuniform transcrystalline layer when compared with CF(U)/HDPE composite films.