• 유변학
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• 제11권1호
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• pp.9-17
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• 1999

본 연구에서는 페놀 수지/탄소섬유 복합재료가 상온에서부터 $400^{\circ}C$까지의 온도범위에서 유리 전이와 분해반응을 경험하면서 나타내는 점탄성 특징을 연구하였다. 가교 결합된 페놀메트릭스의 전형적인 유리전이에 따라 저장 탄성율(storage modulus)은 유리전이에 의하여 감소하였고 고무상태(rubbery state)에 도달함과 동시에 후경화 반응과 분해 반응 등을 포함하는 복합적인 고온반응에 의하여 증가하다가, 최대점을 보인 후 다시 감소하는 모습을 보였다. 유리전이 과정은 시간-온도 중첩원리에 따라 해석하였으나, 분해반응이 수반된 고온에서의 점탄성 특징은 저장 탄성율을 수직 및 수평 방향으로 이동시키어 마스터 커브를 완성 할 수 있었다. 이러한 실험적 결과를 토대로 아레니우스식과 Havriliak-Negami식에서 유추된 점탄성 모델을 이용하여 유리전이와 분해반응이 연속적으로 진행되는 과정을 정량적을 해석할 수 있었다. 이때의 완화시간은 유전이 과정을 통하여 감소하다가 고무상태에 이르러 최소값을 보여주고 이후로는 고온반응에 의하여 증가하는 모습을 보여주었다. 본 연구에서 제안된 점탄성 해석 방법은 반응이 수반된 열경화성 복합재료가 보여주는 점탄성 계수의 복잡한 거동을 온도와 주파수(frequency)에 따라 정확하게 묘사함으로서 이 모델링의 유용성을 증명 할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제29권9호
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• pp.750-756
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• 1992

Reaction bonded si-SiC composites were prepared by silicon infiltration technique at temperature of 1$600^{\circ}C$ for 30 minutes in vaccum atmosphere. The microstructure and mechanical properties of Si-SiC composites were investigated and characterized. UF-15 and SE-10 as SiC powders, phenolic resin and carbon black as carbon source, and metallic silicon powder as molten Si source were used as starting materials. New SiC crystallines nucleatd and grown by reaction of Si and C were detected by TEM and SEM-EDS. The bonding between new and original SiC was found to be strong. But the wetting of SiC by unreacted metallic Si and the rapid grain growth of new SiC decreased density and fracture toughness. Fracture toughness and modulus of rupture of Si-SiC composite were about 3.2 MPa.m1/2 and 480 MPa, respectively.

• 폴리머
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• 제24권1호
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• pp.97-104
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• 2000

산화처리 된 평직형태의 탄소섬유와 resole 형태의 페놀수지를 7:3 중량비로 혼합하여 성형공정에 따라 탄소섬유/페놀수지 복합재료를 제조하였으며, 이를 다시 불활성 분위기에서의 탄화(100$0^{\circ}C$) 및 $CO_2$ 분위기에서 활성화(700, 800,, 900 및 100$0^{\circ}C$)시켜 PAN계 활성탄소섬유/페놀수지 복합재료를 제조하였다. 본 연구에서는, 이렇게 제조된 복합재료에 활성화 온도가 미치는 영향을 중화 적정법에 따른 pH, 표면 산도 및 표면 염기도 등의 표면성질과 BET 방법에 따른 비표면적, 기공구조 등의 흡착특성을 측정하여 고찰하였다. 또한, ASTM에 따라 시편에 걸리는 압력 손실을 측정하였다. 결과적으로, 활성화 온도는 그 표면 성질의 변화에 영향을 주어, 90$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서 시료의 표면은 점차 염기성이 커지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 비표면적, 총 기공 부피 및 기공 크기 분포도 등의 발달은 활성화 온도의 증가에 따라 점차 증가함을 쉽게 확인할 수 있으며, 그 중 활성화 온도가 90$0^{\circ}C$인 경우 가장 발달한 것으로 나타났다. 마찬가지로, 활성화 온도의 증가에 따라 시편 양 단면에 걸리는 압력손실은 점차 감소하였으며, 이것은 열처리 온도에 의한 활성탄소섬유 복합재료의 질량손실에 의한 것으로 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.41-52
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• 2003

본 연구에서는 탄소/페놀 8-매 주자직 복합재료의 기하학적 매개변수를 고려하여 3차원 열적 및 기계적 등가물성치를 예측하였다. 등가탄성계수와 열팽창계수는 일축인장하중과 순수전단, 가상의 온도변화 등을 수치적으로 모사하는 수치실험을 통하여 계산하였다. 8-매주자직 복합재료의 미세구조는 마크로요소를 통하여 모델링 하였고 단위구조해석을 위해 주기경계조건을 유도하였다. 또한 다양한 층간 위상차를 고려하기 위해 모작위 표본 해석을 수행한 후 그 결과에 대하여 통계처리를 수행하였고, 해석결과는 인접층간 위상차와 적층수 및 굴곡도 등의 매개변수가 등가물성치에 미치는 영향의 관점에서 조사되었다. 그리고 시편에 대한 실험을 실시하여 계산결과와 비교하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제46권3호
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• pp.301-305
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• 2009

The novel carbon coating process for interlayer of fiber reinforced ceramic composites between fiber and matrix was performed by carbonizing phenolic resin solution that coated on fiber surface in $N_2$ atmosphere at $600^{\circ}C$ to improve the strength and fracture toughness of CMC(ceramic matrix composite). 160 nm carbon layer was coated on fiber surface with 5 vol% of phenolic resin solution. Since the process temperature ($600^{\circ}C$) is lower than chemical vapor deposition($900{\sim}1000^{\circ}C$), the strength and toughness could be preserved. Furthermore the coating thickness uniformity was improved to 8% of deviation along the stacking sequence. Therefore, prevention from fiber degradation during coating process and controlling coating thickness uniformity along the preform depth were achieved by coating with phenolic resin carbonizing method.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.45-49
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• 2006

탄소/페놀릭 복합재료가 높은 온도에서 열분해 되는 현상을 연구하기 위하여 열중량분석기(TGA)가 이용되었다. 높은 온도와 다양한 하중조건에서 운용되는 고체 추진기관의 열방호 시스템으로 적합한 재료를 분석하고 개발하는데 연구목적이 있다. 실제 연소조건과 유사한 온도 상승속도를 고려하기 위하여 열분해 특성상수 값은 1000 K/min인 경우로 예측된 값을 FEM 해석코드 자료로 활용하였다. 온도 분포는 실험 결과 값과 같은 거동을 보였으며 열분해 깊이는 ${\pm}1mm$ 이내에서 해석 결과와 잘 일치 하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.107-110
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• 2005

Tribological behaviors of carbon epoxy composites whose surfaces have many small grooves were compared with respect to coating method under dry sliding and water lubricating conditions. The surface coating materials were epoxy (Ep) and polyethylene (PE) mixed with self-lubricating $MoS_2$ and PTFE powders. The wear morphology of the composites observed with a scanning electron microscopic (SEM) revealed that the surface coating layer mixed with the self-lubricating powder on the grooved surface significantly improved the wear resistance under water lubricating condition because the surface coating layer blocked water to penetrate the composite surface and the self-lubricating powder reduced the wear on the coating by suppressing the generation of blisters.

• 한국재료학회지
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• 제20권3호
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• pp.167-173
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• 2010

In this study, we used activated carbon (AC) and titanium oxysulfate as a titanium precursor to prepare carbon/titania composites. We then mixed it with bentonite in different ratios to make a carbon/titania/bentonite monolith for use in architecture bricks by using Phenolic rosin (PR) as a bonding agent. The physicochemical properties of the prepared composites were analyzed by BET surface area, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray analysis (EDX), self-cleaning effect and bactericidal tests. The BET surface areas increased as the ratio of carbon/titania composites increased. The SEM microscopy showed that the $TiO_2$ and bentonite were coated on the surface of the AC. The XRD patterns showed a mixture structure of anatase and rutile of $TiO_2$ with a clear $SiO_2$ structure. The EDX spectra of the carbon/titania/bentonite monolith confirmed the presence of various elements, namely C, O, Ti and Si, as well as other, impure elements. Moreover, to determine the self-cleaning effect of the carbon/titania/bentonite monolith, we used methylene blue (MB, $C_{16}H_{18}N_3S{\cdot}Cl{\cdot}3H_2O$) in an aqueous solution under the irradiation of visible light. Accordingly, all of the samples had excellent degradation of the MB solution. Furthermore, it was observed that the composites with sunlight irradiation had a greater effect on E. coli than any other experimental conditions.

• 한국세라믹학회지
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• 제32권9호
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• pp.989-994
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• 1995

Rigid porous carbon fiber composites with the uniform pore size distribution were prepared by vacuum forming from water slurries containing carbonized PAN fibers, a phenolic resin and ceramic binders. The composites were designed to use for highly efficient carbon fiber filters for particulate filtration and gas adsorption. As the as-received carbon fibers of 1mm in length were milled to an approximate average length of 300${\mu}{\textrm}{m}$, modulus of rupture (MOR) of the composite filter was increased from 1MPa to the value larger than 5 MPa. Modulus of rupture (MOR) for the composite filter fabricated using the milled carbon fiber was increased from 5 MPa to 10 MPa as the carbonization temperature of the PAN fiber was raised from 90$0^{\circ}C$ to 140$0^{\circ}C$. The air permeability and an average pore size of the composite filter were increased from 40 to 270cc/min.$\textrm{cm}^2$ and from 35 to 80${\mu}{\textrm}{m}$, respectively, as the apparent porosity increased from 80 to 95%. It was shown that the MOR of the carbon fiber composite filter was dependent primarily on the average length of carbon fiber, carbonization temperature and the type of bonding materials.

• 접착 및 계면
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• 제12권3호
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• pp.88-93
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• 2011

페놀수지에 함침된 탄소나노튜브 (CNT)의 최적 분산제조공정은 전기저항 측정으로 구해졌으며, 플라즈마 처리된 탄소섬유와 CNT-페놀수지 나노복합재료간의 계면특성이 전기-미세역학시험법에 의해 연구되었다. 탄소섬유의 젖음성은 플라즈마 처리 후에 현격하게 증가되었다. 탄소섬유와 CNT-페놀수지 나노복합재료의 표면에너지는 Wilhelmy 플레이트 시험법으로 측정되었다. 탄소섬유 표면의 활성화로 인하여 플라즈마 처리 후 전진 접촉각은 $65^{\circ}$에서 $28^{\circ}$로 감소되었다. 이는 정적 접촉각과 상호 일치함을 보여 주었다. 플라즈마 처리된 탄소섬유와 CNT-페놀수지 나노복합재료간의 접착일은 플라즈마 처리전보다 증가하였다. 또한, 계면전단강도와 겉보기 강성도 탄소섬유에 대한 플라즈마 처리로 증가하였다.