• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.101-112
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• 2019

그라우팅 공법은 연약지반의 보강과 방수, 부등침하로 손상된 구조물의 지지력을 향상시킨다. 본 연구는 보강섬유와 고로슬래그 미분말을 이용하여 그라우트재의 압축강도와 차수를 향상시키는데 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 고로슬래그 미분말의 비율이 높은(50% 이상) 시료에 대해 일축압축시험을 수행하였다. Mpa또한 탄소섬유와 아라미드 섬유를 비교하기 위하여 0, 0.5, 1.0%로 증가시켜 실험하였다. 탄소섬유 및 아라미드 섬유 함유량이 증가함에 따라 일축압축강도가 증가하였고 이는 그라우트재 내에 섬유에 의한 가교작용이 일축압축강도를 증가시키는 경향을 확인하였다. 또한 아라미드 섬유로 보강된 그라우트재에서 탄소섬유로 보강된 그라우트재 보다 일축압축강도가 약 10%이상 증가된 것을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제34권1호
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• pp.23-29
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• 2021

탄소섬유는 단위 중량 당 높은 강도 및 모듈러스를 갖기 때문에 고성능 복합 재료 제조 시 탄소보강재로 많이 사용된다. 그러나 탄소 섬유를 제조하는 공정에서 많은 시간과 높은 에너지를 소모하여 제조비용이 크게 증가하기 때문에 상용화에 어려움을 겪고 있다. 따라서 생산 비용 절감을 위하여 제조 공정에 사용되는 에너지를 대체할 수 있는 고속의 저 에너지원을 적극적으로 찾아 연구할 필요가 높아졌다. 폴리아크릴로니트릴(PAN) 전구체(Precursor)로 상용화 된 탄소 섬유는 180~300℃의 대기 분위기에서 안정화 과정이 이루어지고, 1600℃ 이하의 불활성 가스 분위기에서 탄화하여 탄소 섬유를 생산할 수 있다. 이 두 공정은 많은 시간과 높은 에너지를 사용하지만, 고성능 탄소 섬유를 생산하는 데 필수적이며 중요하다. 따라서 최근에는 공정 시간을 단축하고 에너지 소비를 줄일 수 있는 플라즈마, 전자 빔 및 마이크로파와 같은 다양한 다른 에너지원을 보조적으로 사용 함으로써 저 에너지·고속 안정화 공정 기술이 시도되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 공정과 열처리를 연속적으로 수행하여 PAN 전구체 안정화 공정을 연구하였으며, 모폴로지, 구조적 변화, 열적 및 물리적 특성 변화를 연구하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.66-73
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• 2022

동절기 콘크리트 포장체의 블랙아이스 발생위험을 낮추고 동결에 의한손상을 방지할 목적으로 콘크리트의 전도저항성을 활용하여 자기 히팅 콘크리트를 개발하고자 하였다. 이를 위하여 분말형과 액상형 폐CNT와 전도촉진을 위해 폐음극재를 사용하여 강도변화와 온도 발열특성을 평가하고자 하였다. 액상형 폐CNT가 모르타르내에서 분산정도가 효과적이고, 강도저하가 작게 발생하는 것으로 분석되었다. 또한 모르타르에 스틸매쉬, 구리포일과 구리선을 전극으로 적용하여 DC 24 V를 공급하였으며, 폐CNT, 폐음극재과 탄소섬유 혼입율에 따른 온도변화 특성을 평가하였다. 또한 선정된 최적배합으로부터 전극간격에 따른 온도 특성을 평가하여 AC 50 V 까지는 전극간격 100 mm 까지는 충분한 발열 특성을 갖는 것을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제22권6호
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• pp.32-38
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• 2009

본 연구에서는 탄소, 케블라 및 탄소-케블라 하이브리드 등 4가지 소재로 제작된 원형튜브시편에 대한 에너지 흡수능력 및 파손모드를 평가하였다. 이를 위해, 본 연구에서 일방향 프리프레그를 이용해서 원형튜브 제작하고 10mm/min의 하중속도로 준정적 압축시험을 수행하였다. 시험을 통해 취성파괴모드로 압축되는 탄소/에폭시로 제작된 튜브가 가장 우수한 에너지 흡수 특성을 보인 반면, 좌굴에 의해 압축되는 케블라/에폭시 튜브가 가장 낮은 에너지 흡수특성을 보였다. 하이브리드 [$90_C/0_K$]튜브의 경우 국부좌굴모드에 의해 에너지를 흡수했으며 우수한 압축후 구조온전성 특성을 보였다. [$90_K/0_C$] 튜브의 경우 주 파손모드는 단층굽힘모드이고 압축후 구조온전성이 확보되지 못했다.

• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.388-394
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• 2023

복합재료 제조 시 수지의 함침성을 높이는 것은 제조 공정속도와 제품의 품질을 향상시키는 핵심 방법이다. 수지 개선은 중요하지만, 간단한 섬유 표면 처리로도 수지의 흐름성을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 탄소섬유 직물에 다양한 플라즈마 처리 시간을 적용함으로써 수지와 섬유 간의 함침성을 향상하게 하였다. 플라즈마 처리에 따라 변화된 섬유 내 수지의 분산을 평가하기 위해 전기저항 측정법을 사용했다. 섬유 표면처리가 수지 함침성에 미치는 영향을 실시간으로 관찰할 수 있었다. 수지에 탄소섬유 토우를 삽입할 때 토우에 스며든 수지의 양을 측정하여 수지 함침성을 객관적으로 비교하였다. 5분 동안의 플라즈마 처리로 복합재료의 인장과 압축 강도가 50% 이상 향상되었으며, 보이드 함유율을 감소시키고 소화점 임계열류량을 증가시켰다. 마지막으로 건축용 복합재료 부품으로 사용되는 일부분을 활용하여 동적 굴곡피로시험을 실시했고, 3 kN하중 백만 회에도 복합재료 부품은 파손되지 않았다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권4호
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• pp.53-60
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• 2024

본 연구에서는 향후 위성 구조체 적용을 위해 하중 지지와 에너지 저장을 동시에 수행하는 전지를 개발하기 위한 사전 연구로서 고강도 탄소 섬유와 유리 섬유를 이용한 코인 셀 전지를 제작하였다. 전도성 고분자가 증착된 섬유 기반 전극과 전해질을 제작하고, 코인 셀에 적용시켜 전기화학적 성능을 평가하였다. 그 결과, 연속 충·방전과 고방전율(2 C-rate)에 따른 방전 용량은 각각의 122.9, 103.5 mAh/g이 도출되어 고강도 섬유가 기존의 전지 요소를 대체할 수 있음을 확인하였다. 이는 상용 전지 대비 낮은 수준이지만 다기능성 에너지 저장장치의 구현을 위한 기초 연구로서 유의미한 결과를 보여주었으며, 향후 인공위성용 구조전지 개발에 활용될 것으로 기대한다.

• 한국고분자학회지:고분자과학과기술
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• 제21권2호
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• pp.149-156
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• 2010

전기방사 탄소섬유와 s-VGCFs는 그 미세구조의 특성 때문에 응용분야가 서로 다르다. 전기방사 탄소나노섬유는 유기물을 섬유화하고 그것을 탄화하기 때문에 VGCFs에 비해서 낮은 가격에 대량생산이 가능하고 촉매를 사용하지 않기 때문에 전극으로 사용할 경우 금속불순물에 대한 부반응의 우려가 없다. 한편, 결정성이 낮고 세공이 잘 발달되어 비표면적이 크기 때문에 이온을 흡착해서 에너지를 저장하는 전기화학 캐패시터나 가스 흡착 분리나 촉매의 지지체로 사용하는데 장점이 있다. 이에 비해서 s-VFCFs는 섬유의 직경이 기존의 VGCF에 비해서 작으면서 잘 발달된 흑연구조가 동심원 구조를 하고 있어 굴곡강도가 크고 열 및 전기전도도가 우수하여 납축전지나 Li 이온전지의 충전제로 사용하여 역학적 특성과 향상시켜 주는 역할을 한다. 또한, 금속과 복합화하여 가벼우면서도 강도를 증가시켜주는 보강재로 사용가능하다.

• Computers and Concrete
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• 제20권2호
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• pp.229-246
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• 2017

The dynamic bending response of single walled carbon nanotube reinforced composite (SWCNTRC) plates subjected to hygro-thermo-mechanical loading are investigated in this paper. The mechanical load is considered as wind pressure for dynamic bending responses of SWCNTRC plate. The dynamic version of the High Order shear deformation Theory (HSDT) for a composite plate with Matrix and SWCNTRC plate is first formulated. Distribution of fibers through the thickness of the SWCNTRC plate could be uniform or functionally graded (FG). The dynamic displacement response is predicted by using Nemarck integration method. The effective material properties of SWCNTRC are estimated by using micromechanics based modeling approach. The effect of different environmental condition, volume fraction of SWCNT, Width-to-thickness ratio, wind pressure, different SWCNTRC-FG plates, boundary condition, E1/E2 ratio, different temperature on dynamic displacement response is investigated. The dynamic displacement response is compared with the available literature and it shows good agreement.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.717-720
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• 1999

Recently, the fiber composite materials such as carbon fiber, glass fiber, or aramid, have been frequently used in strengthening reinforced concrete structures. The fiber composite materials typically have orthotropic characteristic and the strength changes significantly acording to the direction of fibers and the method of the lamination. In this study, an algorithm to estimate the stress-strain relationship of the composite materials which have different fiber directions and symmetric or non-symmetric lamination has been developed by using Tsai-Hill and Tsai-Wu failure criteria and progressive laminate failure theory. This algorithm has been implemented to several stress-strain models for the laterally confined concrete compression members such as Mander, Hosotani, and Nakatsuka. The evaluated stress-strain behaviors by the different models are discussed.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.44-47
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• 2002

본 연구에서는 카본 복합재료로 만든 골프 샤프트에 대한 선형 정적 및 동적 해석을 수행하였다. 골프 샤프트에서 가장 중요한 인자인 처짐량, 비틀림각, 진동 및 킥포인트에 대한 해석을 유한요소법을 적용하여 수행하였으며, 골프 샤프트의 성능에 미치는 주요 인자들의 영향을 연구하였다. 골프 샤프트의 중요 인자들은 섬유의 물성, 디자인 패턴에 크게 의존하며, 본 연구 결과는 일반적인 골프샤프트의 설계에 있어서 참고 자료가 될 수 있을 것으로 본다.