• 한국생산제조학회지
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• 제21권4호
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• pp.588-592
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• 2012

This study concentrates the effect of hybridisation on the collapse mode and energy absorption for composite cylinders. The static collapse behavior of laminated(Al/CFRP/GFRP) circular-cylindrical composite shell under quasi-static axial compressive load has been investigated experimentally. Eight different hybrids of laminated(Al/CFRP/GFRP) circular-cylindrical composite shell were fabricated by autoclave. Eight types of composites were tested, namely, Al/carbon fiber/epoxy, Al/glass fiber/epoxy, Al/carbon-carbon-glass/epoxy, Al/carbon-glass-carbon/epoxy, Al/carbon-glass-glass/epoxy, Al/glass-glass-carbon/epoxy, Al/glass-carbon-glass/epoxy and Al/glass-carbon-carbon/epoxy. Collpase modes were highly dominated by the effect of hybridisation. The results also showed that the hybrid member with material sequence of Al-glass-carbon-carbon/epoxy exhibited good energy absorption capability.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권3호
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• pp.406-414
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• 2016

본 연구에서는 리그닌 기반 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile, PAN) 공중합체를 전기방사하여 나노탄소섬유 매트를 제조한 다음, 에폭시 수지를 보강하여 제조한 복합재료의 열적 특성 및 기계적 강도를 조사하였다. 나노탄소섬유 매트/에폭시 복합재는 에폭시 수지와 유사한 열분해 거동을 보이고 있는 반면에 유리전이온도는 $106.9^{\circ}C$로 순수에폭시 수지의 유리전이온도($T_g$) $90.7^{\circ}C$보다 다소 높은 경향으로 나타나 열적 안정성이 향상된 결과로 사료된다. 리그닌 기반 공중합체 및 순수 PAN으로 만든 나노탄소섬유 매트의 인장강도는 각각 7.2 및 9.4 MPa로 나타났으며, 리그닌 기반 나노탄소섬유 매트/에폭시 복합재료의 인장강도는 43.0 MPa로 나타났다. 이는 나노탄소섬유 매트/에폭시 복합재료에서 에폭시 수지 매트릭스(matrix) 내에서 나노탄소섬유가 강화제(reinforcing filler)로 작용한 효과로 약 6배의 인장강도 향상을 보였다. 인장강도 측정 후 시편의 절단면에서 나노탄소섬유 자체의 높은 인장강도(478.8 MPa) 및 에폭시 수지와의 약한 계면접착성에 기인하는 나노섬유의 뽑힘현상이 관찰되었다.

• Composites Research
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• 제36권4호
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• pp.281-287
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• 2023

대량의 폐기물에 의한 환경오염, 세계 평균기온 상승에 의한 기후위기가 인류의 생존을 위협하는 수준에 이르고 있다. 이를 해결하기 위하여 다양한 분야에서 관련 연구가 이루어지고 있으며 재료분야에서도 친환경적이며 탄소중립적인 소재를 개발하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유에 천연섬유를 조합함으로써 천연섬유의 장점인 친환경성과 탄소배출 저감을 달성하고자 하였다. 일반적으로 고강도와 저강도 소재를 조합할 경우 그 중간의 물성을 가지는 것으로 알려져 있지만, 본 연구에서는 일부 물성이 탄소섬유 복합재료의 물성을 초과하는 결과를 얻을 수 있었다. 이를 검증하기 위하여 탄소섬유복합재료와 탄소섬유/천연섬유 하이브리드 복합재료를 제조하고 다양한 기계적시험을 통하여 기계적 물성을 비교하고 우수한 물성을 보이는 시험에 대하여 강도향상 기구를 분석하였다. 시험결과 하이브리드 복합재료의 굽힘강도와 파괴인성치가 탄소섬유 복합재료에 비하여 우수하게 나타났으며 강도향상 기구를 규명하였다. 하이브리드 복합재료를 활용할 경우 더욱 우수한 강도의 구조물을 제작할 수 있을 뿐만아니라 환경오염 및 기후위기에도 도움이 될 것으로 예상된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.1-7
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• 2003

탄소섬유튜브는 기존의 콘크리트 기둥에 강도와 연성을 제공하여 길이방향 및 횡방향 철근을 대신할 수 있다. 본 연구에서는 탄소섬유튜브에 의해 구속된 각형 콘크리트의 축하중에 대한 실험 및 해석적 연구를 수행하였다. 탄소섬유튜브는 길이방향에 대하여 90$^{\circ}$$\pm$30$^{\circ}$, 90$^{\circ}$$\pm$45$^{\circ}$로 섬유의 방향을 조합하여 필라멘트 와인딩 방법으로 제작하였다. 10,000kN UTM을 이용하여 단조축하중을 재하하였다. 섬유의 방향, 튜브의 두께에 따른 횡구속된 콘크리트 기둥의 응력-변형률 관계를 고찰하였다. 탄소섬유튜브에 의해 횡구속된 콘크리트의 압축강도와 연성을 예측하기 위하여 제안된 실험식은 실험결과를 적절히 예측하는 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국해양공학회지
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• 제7권1호
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• pp.25-32
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• 1993

In composite materials, the fracture perpendicular to the fiber direction usually shows a non-linear behavior accompannying blunting and plastic deformation around the crack tip. In this study, the fracture thoughness in random short fiber SMC composite material and Carbon/Epoxy composite material is estimated by the A.M.(Area Method) and the G.L.M.(Generalized Locus Method) which can determine a stable total energy release rate(G$_T$) not only in highly elghly elastic material but also in highly non-linear materials.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.161-164
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• 2004

In these days, composite materials are applied to the military field like parts of air crafts, rockets, ammunitions and so on. As high pressure is loaded on the composite body, however, cracks or delamination phenomena can be occurred between layers of laminate. These cracks or delamination usually cause a deterioration of mechanical properties under the complicated loads. In this study, methods for improvement of the inter-laminar bonding strength of thick carbon/epoxy composite structures are suggested and discussed in terms of segment bending test.

• Composites Research
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• 제12권2호
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• pp.36-45
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• 1999

Since carbon fiber epoxy composite materials have excellent properties for structures due to their high specific strength, high modulus, high damping and low thermal expansion, the hollow shafts made of carbon fiber epoxy composites have been widely used for power transmission shafts for motor vehicles, spindles of machine tools and rollers for film manufacturing. However, the molded composite shafts are not usually accurate enough for mechanical machine elements, which require turning or grinding of composite hollow shafts. In this paper, the grinding characteristics of composite hollow shafts, which are flexible in the radial and circumferential directions, were investiaged experimentally and analytically with respect to the stacking angle, thickness and outer diameter.

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.148-154
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• 2021

탄소/에폭시 복합재료 분리판(BP)은 높은 기계적 특성과 생산성으로 인해 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)의 기존 흑연 분리판을 대체할 가능성이 있는 BP이다. 다기능 구조인 탄소/에폭시 복합재료 BP는 계면접촉저항(ICR)을 줄이기 위해 흑연 코팅 또는 추가 표면 처리가 필요하다. 그러나 팽창 흑연 코팅은 VRFB 작동 조건에서 낮은 내구성을 가지며 별도의 표면 처리는 추가 비용이 발생한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 폴리에스테르 직물을 적용하여 탄소/에폭시 복합재료 BP 표면의 잉여 수지층을 균일하게 제거하여 탄소섬유를 노출시키는 잉여 수지 흡수법을 개발하였다. 이 방법은 BP 표면에 탄소섬유를 노출하여 ICR을 감소시킬 뿐만 아니라 탄소 펠트 전극을 효과적으로 고정할 수 있는 고유한 도랑 패턴을 형성한다. 잉여 수지 흡수법에 의해 제작된 복합재료 BP의 산성 환경 내구성, 기계적 특성 및 기체 투과도에 대해 실험적으로 검증하였다.

• Carbon letters
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• 제14권2호
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• pp.94-98
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• 2013

Isotropic pitch fibers were stabilized and carbonized for preparing carbon fibers. To optimize the duration and temperature during the stabilization process, a thermogravimetric analysis was conducted. Stabilized fibers were carbonized at 1000, 1500, and $2000^{\circ}C$ in a furnace under a nitrogen atmosphere. An elemental analysis confirmed that the carbon content increased with an increase in the carbonization temperature. Although short graphitic-like layers were observed with carbon fibers heat-treated at 1500 and $2000^{\circ}C$, Raman spectroscopy and X-ray diffraction revealed no significant effect of the carbonization temperature on the crystalline structure of the carbon fibers, indicating the limit of developing an ordered structure of isotropic pitch-based carbon fibers. The electrical conductivity of the carbonized fiber reached $3.9{\times}10^4$ S/m with the carbonization temperature increasing to $2000^{\circ}C$ using a four-point method.