Composite repair methods besides welding methods such as surfacing and sleeve welding have been used as repair of damaged gas pipelines in foreign countries. Importance of safety management of city gas pipelines have been emphasized recently and our own repair manuals and codes for repair of city gas pipelines are required. It is right time to conduct research on the composite repair methods since the composite repair was introduced rather recently compared to the welding repair methods which have been investigated for long time. In this study, as a starting point of safety assessment of gas pipeline repaird by composite materials, structural analysis of gas pipeline repaired by carbon fiber composite materials was conducted using finite element analysis(FEA) method and the results was discussed.
본 논문에서는 정속마찰 시험기를 사용하여 공기중에서 핏치/CVI계와 페놀/CVI계 낱소/탄소 복합재료의 마찰특성을 평가하고 상호 비교하였다. 운용조건(마찰거리, 마찰속도, 마찰압력)에 관계없이 페놀/CVI계의 평균 마찰계수가 핏치/CVI계 보다 높은 값을 나타내었다. 마찰거리가 4Km이하 일때는 평균 마찰계수가 불안정한 경향을 나타내고 그 이후에서는 안정한 평균 마찰계수 값을 갖는다. 또한 마찰속도와 마찰압력이 증가할수록 평균 마찰계수는 감소하는 경향을 나타내며, 페놀/CVI계의 평균 마찰계수가 핏치/CVI계 보다 높고 마찰면 온도 상승률과 최대 마찰면 온도도 높다. 마찰계수는 마찰면 온도의 영향을 받으며, 마찰속도와 3kg/$\textrm{cm}^2$이하에서 마찰압력이 커질수록 최대 마찰계수를 갖는 마찰면 온도는 높아진다.
Kim, Hye-gyu;Ji, Wooseok;Jo, Namchun;Park, Jonggyu
Composites Research
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v.32
no.1
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pp.56-64
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2019
In this paper, a model is developed to simulate carbon/carbon composite fabrication using chemical vapor infiltration, considering density and porosity change in the preform and multi-step hydrocarbons reactions. The model considers the preform as a porous medium whose diffusion and flow properties changes due to the porosity. To verify the theoretical model, two numerical analyses were performed for the case that the flow inside the preform is zero and the case that the flow inside the preform is calculated by fluid mechanics. The numerical results showed good agreement with the experimental data.
세계적으로 석유 기반 자원의 고갈에 따른 부족, 기후변화협약 및 환경규제 강화에 의해 세계적으로 바이오소재를 이용하고자 하는 연구와 더불어 유리강화복합재료의 대체물질로 적합한 천연섬유를 보강재로 사용하는 바이오복합재료의 연구 또한 활발하게 진행되고 있다. 최근 새로운 신재생에너지원으로 각광 받고 있는 바이오에너지 중 해조류는 가장 자연친화적이고 생산력이 뛰어난 바이오매스로 알려져 있다. 해조류는 바닷물 속에 녹아 있는 탄소를 흡수할 뿐만 아니라 광합성을 통해서도 탄소를 흡수하면서 성장하기 때문에 탄소흡수원의 역할을 하게 되며, 해조류 바이오에너지를 생산할 경우 화석연료를 대체하여 지구온난화의 주범인 온실가스를 감축하는 기능을 한다. 본 연구에서는 해조류를 이용한 바이오에너지 생산 공정에서 2차적으로 발생하는 부산물을 보강재로 사용한 바이오복합재료의 제조와 제조된 바이오복합재료의 열적 특성 및 동역학적 특성을 분석하였다. 해조류 부산물의 화학적 전처리에 따른 Thermogravimetric analysis(TGA) 분석 결과로 cellulose 함량이 가장 높고 불순물이 적은 황산 처리한 파래를 이용해 파래/Polypropylene(PP) 바이오복합재료를 다양한 보강비율 (20-50wt%)로 압축성형 하였다. 파래/PP 바이오복합재료의 저장탄성률은 파래 함량이 40wt%일 때 4.0 Gpa으로 최대값을 보였으며 이는 PP 매트릭스와 비교했을 때 약 8.1% 향상된 결과이다. 파래/PP 바이오보합재료의 열팽창 특성은 파래 함량이 증가함에 따라 열팽창계수가 낮아지는 경향으로 50wt%일 때 가장 낮은 값을 나타내었으며 이는 PP 매트릭스와 비교했을 때 약 56% 향상된 결과이다. 따라서 비생분해성 고분자에 새로운 신재생 바이오매스인 해조류를 보강재로 사용하여 열적 특성 및 동역학적 특성이 향상된 친환경적인 바이오복합재료의 제조 가능성을 확인하였다.
탄소 섬유란 높은 강도, 높은 탄성률 등을 갖고 잇는 소재로서, 복합 재료에 이용되고 있다. 최근에는 스포츠 용품에 대해서도 장식성이 필요한 시대가 되어서 탄소 섬유도 착색할 필요가 있게 되었다. 일반 의류용 섬유를 염색할 때 염료가 섬유를 구성하는 분자에 단분자상으로 흡착한다. 섬유란 사실상 투명하기 때문에 빛이 섬유 내부에 흡착된 염료까지 도달하고, 염료는 빛을 흡수하여 발색한다. 그러나 탄소 섬유의 색은 검고, 빛이 섬유 내부까지 미치지 못하기 때문에 만약 탄소 섬유에 염료를 흡착시키더라도 염료는 발색하지 않게 된다. 한편 검은 탄소 섬유를 표백해서 백색으로 만들기 위해 예를 들어 불소와 반응시키면 검은 탄소 섬유가 백색이 되기는 하지만, 이 불소와 반응한 탄소섬유는 대단히 부서지기 쉬워서, 섬유로 사용할 수 없게 된다. 따라서 탄소섬유는 검은 색 그대로 착색시키지 않으면 안된다. 즉 탄소 섬유는 섬유의 표면에 도료와 같은 색소 층을 붙여서 착색하게 된다.
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2012.05a
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pp.346-346
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2012
탄소 탄소 복합재료(C/C Composites)는 모재의 성분이 탄소로 구성되어 있어 약 $500^{\circ}C$이상의 산화분위기에서는 쉽게 산화되는 결점을 가지고 있다. 본 연구에서는 내산화성을 향상시키기 위한 방법으로서 Plasma Spray 코팅방법을 사용하여 다층 코팅막을 형성시킨 후 $1500^{\circ}C$에서 10시간동안 산화시험을 하였다.
Manufacture of nancomposites has simple process for developing nanocomposites due to the increasing applications using nanofillers. This work studied nanofiller coated glass fiber for reinforcing material with good wetting and conductivity and the morphology of nanofiller coated glass fiber was analyzed by FE-SEM. The durability of reinforced glass fiber was investigated with different shapes of nanofillers using sonication rinsing method. Fatigue test was performed to evaluate the adhesion of reinforcing interface and stability of nanofiller coating layer for single fiber reinforced composites. Apparent modulus and conductivity of nanofiller coating layer were evaluated to realize multifunctional of nanocomposites. Fiber type of nanofiller was better than plate type due to better cohesion between fiber and nanofillers. At last, the stability of fiber type nanofiller of coating layer has better durability and conductivity than plate type case.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.37
no.6
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pp.791-796
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2013
In this study, the mechanical properties of a carbon fiber/polypropylene composite were evaluated according to the carbon fiber surface treatment. Carbon fiber surface treatments such as silane coupling agents and plasma treatment were performed to enhance the interfacial strength between carbon fibers and polypropylene. The treated carbon fiber surface was characterized by XPS, SEM, and single-filament tensile test. The interlaminar shear strength (ILSS) of the composite with respect to the surface treatment was determined by a short beam shear test. The test results showed that the ILSS of the plasma-treated specimen increased with the treatment time. The ILSS of the specimen treated with a silane coupling agent after plasma treatment increased by 48.7% compared to that of the untreated specimen.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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