• 제목/요약/키워드: 2상 복합재료

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콘크리트 복합체의비선형 파괴해석 (Non-Linear Fracture Analysis of Concrete Composite)

  • 김상철
    • 콘크리트학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.187-196
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    • 1997
  • 시멘트를 기초로하는 복합재료의 파괴거동은 주균열이 진행하기 이전에 파괴진행영역이라고 하는 미세균열대가 콘크리트 내부에 형성고기 때문에 선형파괴역하게 입각하여 해석하게 되면 실험치와 상당한 차이를 나타낸다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 가상균열모델이나 균열띠 모델, 두 파라메터 파괴모델 등 비선형해석에 따른 여러 파괴역학모델들이 제안되었으나 이들 모델들은 2차원 해석에 근거를 두고 있기 때문에 구조체의 두께 방향으로 동일한 균열이 형성되며, 특히 콘크리트 실험에서 관찰되는 비연속적 균열발생에 대해서 설며이 어려웠다. 이에 본 연구는 콘크리트를하나의 다종복합체로 가정하고 연립변형모드 및 진행파괴모드 방향으로 구성재료를 배열한 상태에서 가상균열 이론에 근거한 비선형해석방법으로 모델링하였다. 진행파괴모드로 구성재료를 배열하면 강성이 높은 구성재료를 통과하여 균열이 진행될 때 균열선단으로부터 분포된 응력이 상층의 허용인장강도를 초과하게 되어 균열이 발생되며 이러한 균열은점진적인 균열진행과는 달리 비연속 동시 발생 균열ㄹ로 나타났다. 본 연구는 진행파괴모드에서의 파괴 해석 방법과연립변형모드에서의 해석 방법을 제시하였으며, 해석결과를 실험결과와 비교함으로써 검증하였다.

2상 복합재료에 있어서 percolation구조의 2차원 컴퓨터 시뮬레이션 (Two-dimensional Computer Simulation of Percolation Structure in Two-Phase Composites)

  • 신순기;이유실;이준희
    • 한국재료학회지
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    • 제11권11호
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    • pp.929-935
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    • 2001
  • Two-dimensional computer simulations were conducted on percolation structure in which second phases of various aspect ratios were arranged in a lattice (matrix). The second phases were randomly arranged in an array with two different computational programs; one prohibiting an overlap among second phases and the other allowing the overlap. From the simulation prohibiting the overlap, it was predicted that a complete path was formed at less amounts of the second phase with higher aspect ratios. In the simulation allowing the overlap, a complete path throughout the array was formed by arranging the second phase of an aspect ratio of 1. 5, 20, 100 with less than 59%, 43%, 19%, 4% in the array, respectively.

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소결조제에 따른 $Si_{3}N_{4}/SiC$ 초미립복합재료의 고온강도변화 (Change of high temperature strength of $Si_{3}N_{4}/SiC$ nanocomposites with sintering additives)

  • 황광택;김창삼;정덕수;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.558-563
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    • 1996
  • 첨가된 소결조제가 다른 $Si_{3}N_{4}/20$ vol% SiC 초미립복합재료의 파괴강도를 측정하였다. 소결조제로서 6 wt% $Y_{2}O_{3}$와 2 wt% $Al_{2}O_{3}$를 사용한 시편의 실온강도는 높았지만 낮은 입계상의 연화온도에 기인하여 급격한 강도저하가 나타났다. 소결조제로서 8 wt% $Y_{2}O_{3}$만을 사용한 시편의 $1400^{\circ}C$에서의 고온강도가 높았는데 이는 높은 입계상 연화온도와 입계유리상의 결정화에 기인하는 것으로 판단하였다.

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Micromechanical 시험법을 이용한 Kenaf 및 Ramie 섬유 강화 에폭시 복합재료의 계면물성 평가 (Interfacial Evaluation of Single Ramie and Kenaf Fibers/Epoxy Composites Using Micromechanical Technique)

  • 박종만;트란콩손;정진규;김성주;황병선
    • 접착 및 계면
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    • 제6권2호
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    • pp.13-20
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    • 2005
  • 환경 친화적인 자연섬유 강화 고분자 복합재료의 계면 전단강도는 총체적인 기계적 물성을 조절하는데 매우 중요한 역할을 수행한다. Ramie와 Kenaf 섬유 강화 에폭시 복합재료의 계면 전단강도는 최종 물성을 위한 최적 조건을 찾아내기 위해 미세역학시험법과 비파괴 음향방출시험을 이용하여 평가했다. Ramie와 Kenaf 섬유의 동적 접촉각을 측정했고, 계면 접착에서 젖음성과 상호 관련시켜서 해석하였다. Ramie와 Kenaf 섬유의 기계적 물성은 단섬유 인장시험을 통해 조사했고, 통계학적으로 uni-와 bimodal Weibull 분포를 통해서 분석하였다. Ramie와 Kenaf 섬유에 대한 실제 신장율의 clamping 효과의 영향도 평가할 수 있었다. 두 가지의 다른 미세파괴 형상은 섬유다발과 단섬유 복합재료로부터 오는 축방향의 debonding과 섬유상의 fracture는 인장과 압축하중하에서 관찰할 수 있었다.

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SHS 법에 의한 $TiB_2$-W 복합재료 제조에 대한 연구 (Fabrication of $TiB_2$-W Composite by SHS Method)

  • 이형복;강석원;이재원;박원석
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권9호
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    • pp.915-920
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    • 2000
  • 합성과 동시에 소결이 이루어지는 HPCS법을 이용하여 TiB$_2$-W 복합체를 텅스텐의 함량 변화에 다라 제조하여 이 복합체의 미세구조 및 기계적 물성에 대하여 연구하였다. 이 연구 결과, 텅스텐의 함량증가에 따라 삼성분 붕화 화합물인 TiWB$_2$의 상이 증가하였으며, 이 상의 증가에 따라 기계적 물성이 향상되었다. 60 MPa의 압력과 130$0^{\circ}C$, 3000 A에서 소결한 TiB$_2$-30vol% W 복합체에서 상대밀도, 강도, 경도 값은 각각 97.2%, 411.5 MPa, 22.36 GPa로 가장 우수한 물성을 얻을 수 있었다.

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천연고무/폴리스티렌 IPN의 동적기계적 성질 (Dynamic Mechanical Properties of Natural Rubber/Polystyrene IPNs)

  • 도인환;김병규
    • 한국재료학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.197-203
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    • 1996
  • 천연고무/폴리스티렌계 semi- 및 full-IPN의 동적성질을 IPN 조성과 가교도의 함수로 조사하였고, 23$^{\circ}C$에서의 탄성율을 선택하여 복합모델과 비교하였다. Full-IPN이 semi-IPN에 비해 상분리를 억제시키는 효과가 컸으며, 23$^{\circ}C$에서의 탄성율에서도 Davies 모델에 더 근접하였다. Coran-Patel 모델해석에서, 상전이의 중심이 되는 조성은 full-IPN의 경우 $\Phi$2=0.75-0.8이었다.

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열분석 방법에 의한 급냉응고 Al-Li-Zr 합금의 시효거동 연구 (Study on the Aging Behaviors of a Rapidly Solidified Al-Li-Zr Alloy by Differential Scanning Calorimetry)

  • 홍영준;강정윤;김인배;이상래
    • 한국재료학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.405-411
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    • 1995
  • 급냉응고된 Al-3.51wt%Li-0.34wt%Zr 합금의 시효거동을 시차주사열량계(DSC)에 의한 열분석 방법으로 조사하였다. DSC에 의한 비열측정 결과 $\delta$’의 석출에 의한 발열반응과 $\delta$, $\beta$ 및 복합석출상의 석출에 의한 발열반응을 확인하였으며 $\delta$’ 및 $\delta$의 재고용에 의한 2개의 흡열반응을 확인하였다. 7$0^{\circ}C$ 저온시효시 $\delta$’의 석출에 의한 발열반응 이전에 흡열반응이 나타났으며 이것은 $\delta$’ 석출 이전에 $\delta$’ 전구생성물이 형성되었음을 의미한다. DSC 곡선상에 나타난 발열과 흡열곡선을 해석하여 얻은 $\delta$’상 석출과 재고용의 활성화에너지값은 각각 83KJ/mol과 98KJ/mol로서 Al-Li 2원계 및 Al-Li-Mg에 비해 높은 값을 나타내엇으며, 시효에 의한 강화가 일어나 DSC에 의한 비열변화 조사결과 나타난 $\delta$’상 석출 완료 시효조건점 (21$0^{\circ}C$, 1시간)에서 최고경도값(Hv 160)을 나타내었다.

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컴퓨터 시뮬레이션에 의한 FRP 복합재료의 도전경로 형성에 미치는 제2상의 영향 (Effect of Second Phase on the Conduction Path Forming in Composites FRP by Computer Simulation)

  • 신순기;임현주;이준희
    • 한국재료학회지
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    • 제13권11호
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    • pp.756-760
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    • 2003
  • Two dimensional computer simulations were conducted on percolative structure in which second phases with various short diameter were arranged in matrix phase. In case of prohibiting the overlap among the second phases, the maximum area fraction of second phase arranged in matrix was increased with higher short diameter. In case of allowing the overlap among the second phases, the critical area fraction was increased with higher short diameter and the total number of distributed second phase was decreased. This results represented that thickness variation of short diameter by grain growth on the production processes affect significantly forming the completion path.

Al2O3-SiC 복합재료의 미세조직 및 기계적 물성에 미치는 SiC 원료분말의 크기 영향 (Effect of SiC Particle Size on the Microstructure and Mechanical Properties Of Al2O3-SiC Composite)

  • 채기웅
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.125-130
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    • 2004
  • 서로 다른 크기의 SiC 원료분말을 첨가한 A1$_2$O$_3$-SiC 복합재료의 미세조직과 그에 따른 기계적 물성의 변화를 관찰하였다. 0.15 $mu extrm{m}$의 SiC가 첨가된 복합재료의 경우 기지상의 입성장이 효과적으로 억제되었다 그러나, 소수의 비정상입자가 생성된 이후에는 이들 입자의 급격한 성장으로 불규칙한 형상의 커다란 입자로 구성된 미세조직을 보이며, 파괴강도값은 급격히 감소하였다. 3 $\mu\textrm{m}$의 SiC가 첨가된 경우에는 기지상의 입성장이 일어났으나, 소수의 비정상입자가 생성된 이후에는 과도한 입성장은 억제되고 일정한 크기의 비정상입자가 시편 전체에 균일하게 형성된 미세조직을 보였다. 한편, 0.15 $\mu\textrm{m}$와 3 $\mu\textrm{m}$의 SiC 입자를 동시에 첨가한 시편은 균일한 크기의 비정상입성장의 미세조직을 보였으나, 비정상입성장이 일어났음에도 불구하고 기계적 물성은 우수하게 유지되었다 즉, 비정상입성장에 의해 미세조직에는 큰 변화가 일어났으나, 파괴강도값에는 변화가 없었다.

코어/쉘 부피비에 따른 섬유상 Al2O3-(m-ZrO2)/t-ZrO2 복합재료의 미세조직 및 물성 (Microstructure and Material Properties of Fibrous Al2O3-(m-ZrO2)/t-ZrO2 Composite Depending on the Volume Fraction of Core/Shell)

  • 김기현;이병택
    • 한국재료학회지
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    • 제15권12호
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    • pp.751-755
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    • 2005
  • Fibrous $Al_2O_3-(m-ZrO_2)/t-ZrO_2$ composites having core/shell structure were fabricated by multi-extrusion process. The effect o volume fraction between core ($Al_2O_3-(m-ZrO_2)$) and shell ($t-ZrO_2$ was investigated to understand the relationship between microstructure and material properites, in which the volume fractions of core and shell were varied as 40:60, 50:50 and 60:40. The material properties o hardness and bending strength were increased as the volume fraction of core was increased, and their maximum values were about 1320 Hv and 750MPa, respectively. However, as the volume fraction of core increased, the values of relative density and fracture toughness were decreased from 97.1 to $96.5\%$ and from $6.5MPa{\cdot}m^{1/2}$ to $5.7MPa{\cdot}m^{1/2}$, respectively.