Poly(ether sulfone) (PES)가 첨가된 비스페놀-A 에폭시 복합재가 그 기계적 특성 및 열 안정성을 증진하기 위하여 제조되었다. 인장강도, 굽힘강도 및 충격강도 등의 기계적 강도가 PES 함량에 따라 의미있게 변화하였다. 특히 그 파괴인성 값은 약 24%의 정도 크게 향상되었다. 적분 열분해 진행온도를 통하여 계산된 PES/에폭시 복합재의 열 안정성은 PES 미첨가 에폭시와 비교하여 12%의 향상을 보였다. 또한 DSC 분석 결과 PES 함량이 증가함에 따라 경화온도와 경화열이 점점 감소함을 확인하였다. 이러한 현상은 에폭시 수지와 선형 PES가 가교구조(semi-interpenetrating polymer networks; semi-IPNs)를 형성하고 잘 분산되었기 때문으로 판단된다.
Liquid phase sintered silicon carbides were obtained by sintering of $\alpha$-SiC and $\beta$-SiC powders as starting materials at 2173K and 2273K respectively. The SiCplatelet seeds of different sizes were obtained by a repeated ball milling and sedimentation. Their mean size (d50) were 2.217 ${\mu}{\textrm}{m}$ 13.67 ${\mu}{\textrm}{m}$, 22.17${\mu}{\textrm}{m}$ respectively 6wt%Al2O3-4 wt% Y2O3 was used as the sintering additives for the liquid phase sintering. The two silicon carbides had a bimodal microstructure consisting of small matrix grains and large platelike grains when the SiCplatelet seeds were added. In the case of the $\beta$-SiC the appreciable phase transformation occurred as sintering temperature increased from 2173K to 2273K and resulted in matrix shape change from equiaxed into platelike grains. In contrast there was no shape change for the $\alpha$-SiC. The size of large grains in the $\alpha$-SiC of large grains in the $\alpha$-SiC was larger than that of the large grains in the $\beta$-SiC These results suggested that the growth of the $\alpha$-SiCplatelet in the $\alpha$-SiC matrix was more favored than that of the $\alpha$-SiCplatelet in the $\beta$-SiC matix. The three point flexural strength decreased as the added seed size increased. Fracture toughness values of samples sintered at 2273K were higher than those of samples sintered at 2173K.
$Y_2O_3$와 $Nb_2O_5$가 첨가된 지르코니아에 입자 크기가 다른 두종류의 Al2O3를 부피비로 10~30% 첨가한 복합체를 155$0^{\circ}C$ 온도에서 5시간 소결하여 $250^{\circ}C$ 온도의 공기 분위기하에서 1000시간 혹은 $180^{\circ}C$ 온도의 0.3MPa H2O vapor pressure 분위기하에서 5시간 열처리를 하여 X-ray 회절분석 방법을 이용하여 저온 상안정성을 조사하였다. 복합체 전부 열처리 후에 정방정 상에서 단사정 상으로 상전이가 발생하지 않는 우수한 저온 상안정성이 관찰되었다. 복합체의 상아정성에 Nb 첨가가 $Al_2O_3$의 첨가보다 더 효과적이었다. 2.8$\mu$m 입자크기를 가진 Al2O3를 부피비로 20% 첨가한 복합체에서 최적의 조건이 관찰되었으며 강도와 인성값은 각각 670MPa와 7.1MPam1/2이었다. Al2O3 입자 크기가 2.8$\mu$m에서 0.2$\mu$m로 감소함에 따라 강도는 다소 증가하였으나 파괴인성값은 감소하였다.
In this study, graphene oxide(GO) was synthesized by using Hummer's method. Then, GO was used as a additive for epoxy resin nanocomposites that were prepared by mixing Tetraglycidyl diamino diphenyl methane(TGDDM) and hardner(MDEA+M-MIPA). Thermal and mechanical properties of epoxy resin nanocomposites were confirmed by analytical methods such as TG-DTA, DMA, fracture toughness, tensile strength, and flexural strength. The fracture surfaces of epoxy resin nanocomposites with different content of the GO were observed by a Scanning Electron Microscope(SEM). The mechanism for mechanical properties of epoxy resin nanocomposites was analyzed by modeling of nanocomposites with different GO weight. Due to the GO, both the heat resistance and the glass transition temperature of the epoxy resin nanocomposites were improved. Interestingly, when 0.1wt.% of GO was added to the epoxy resin/hardner mixture, the properties of mechanical increased compared with the neat epoxy resin. This results were caused by an aggregation between the GO.
$Al_2O_3/ZrO_2$복합분말에 상릉분말을 침가하여 상압소결법으로 $Al_2O_3/ZrO_2$복합체를 제조한 후, 밀도, 강도, 경도 및 파괴인성등의 물성을 측정하였으며 미세구조 및 파괴단면도 관찰하였다. 상용분말의 침가량이 중량비로 50%이하인 경우에는 평균 꺽임 강도가 640 MPa정도로 거의 변화가 없었으며, 50%이상 첨가된 경우에는 강도가 저하되었는데, 이는 미세조직과 관계가 있는 것으로 생각된다. 또한 파괴인성(4.3-5.3 $Mpam^{1/2}$)값은 상용분말 첨가량에 비례하여 증가하였다. 파괴단면 관찰결과 파괴원인으로는 가공에서 생기는 표면 결함, $ZrO_2$ agglomeration에 의한 crack-like void 및 $Al_2O_3/ZrO_2$ nano복합체 분말과 상용분말간의 소결성 차이에서 생기는 계면 분리등이 관찰되었는데, nano 복합 분말만을 사용한 소결체에서는 가공에 의한 표면 결함만이 파괴원으로 작용하였다. 또한, 파괴형태는 주로 transgranular fracture이었다
콘크리트는 압축에 강한 특성을 지닌 재료이지만, 인장 및 휨강도가 낮고 균열에 대한 저항성이 약한취성재료라는 단점을 가지고 있어 이에 대한 보완책으로서 철근이 사용되어 왔다. 하지만, 포러스콘크리트는 내부에 존재하는 다량의 연속공극으로 인하여 철근보강시 철근이 공기에 노출되어 부식되는 문제점을 보이고 있다. 따라서, 본 연구에서는 강섬유를 혼입과 목표공극률에 따른 공극률, 압축강도,휨강도 및 휨인성 특성을 검토하였다. 실험결과, 강섬유의 혼입에 따른 실측공극률은 증가하는 것으로 나타났으며, 강도특성에서는 강섬유의 혼입률이 증가 함에 따라 증가하는 것으로 나타났으나 일정량 이상의 섬유가 혼입되었을 경우에는 강도가 오히려 감소되는 것으로 나타났다. 또한, 휨인성평가에서는 강섬유를 혼입하지 않은 포러스콘 크리트에 비하여 처짐변형 성능이 현저히 개선되는 것으로 나타났다. 따라서 강섬유를 포러스콘크리트에 활용한 2차제품 및 포장재료 등에 적용하기 위한 강도 및 휨저항성능 향상재료로 사용가능성을 확인하였다.
Potentially significant mechanical improvements in tension can be achieved by the incorporation of randomly distributed, short discrete fibers in concrete. The improvements due to the incorporation fibers significantly influence the composite stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) characteristics. In general incorporating fibers in a plain concrete has relatively small effect on its precracking behavior. It, however, alters its post-cracking behavior quite significantly, resulting in greatly improved ductility, crack controls, and energy absorption capacity (or toughness). Therefore, a thorough understanding the complete tensile stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) response of fiber reinforced concrete is necessary for proper analysis while using structural components made with fiber reinforced concrete. Direct tensile stress applied to a specimen is in principle the simplest configuration for determining the tensile response of concrete. However, problems associated with testing brittle materials in tension include (i) the problem related to gripping of the specimen and (ii) the problem of ensuring centric loading. Routinely, indirect tension tests for plain concrete, flexural and split-cylinder tests, have been used as simpler alternatives to direct uniaxial tension test. They are assumed to suitable for fiber reinforced concrete since typically such composites comprise 98% by volume of plain concrete. Clearly since the post-cracking characteristics are significantly influenced by the reinforcing parameters and interface characteristics, it would be fundamentally incorrect to use indirect tensile tests for determining the tensile properties of fiber reinforced concrete. The present investigation represents a systematic look at the failure and toughening mechanisms and macroscopic stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) characteristics of fiber reinforced concrete in the uniaxial tension test. Results from an experimental parametric study involving used fiber quantity, type, and mechanical properties in the uniaxial tension test are presented and discussed.
The $\beta$-SiC+$ZrB_2$ ceramic composites were pressureless-sintered and annealed by adding 4, 8, 12wt% $Al_{2}O_{3}+Y_{2}O_{3}$(6 : 4wt%) powder as a liquid forming additives at $1800^{\circ}C$ for 4h. The relative density is over 79.3% of the theoretical density and phase analysis of the composites by XRD revealed of $\alpha$-SiC(6H, 4H), $ZrB_2$, $Al_{5}Y_{2}O_{12}$ and $\beta$-SiC(15R). Flexural strength showed the highest of 301.33MPa for composites added with 8wt% $Al_{2}O_{3}+Y_{2}O_{3}$ additives at room temperature. Owing to crack deflection and crack bridging of fracture toughness mechanism, the fracture toughness showed the highest of $3.6979MPa{\cdot}m^{1/2}$ for composites added with 8wt% $Al_{2}O_{3}+Y_{2}O_{3}$ additives at room temperature. The electrical resistivity was measured by the Pauw method from $25^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$. The electrical resistivity of the composites showed the PTCR(Positive Temperature Coefficient Resistivity).
Cutting performance and wear behavior were studied with the diamond micro-blade of Cu/Sn bond materials containing various amount of lubricant materials such as graphite and $MoS_2$. Measurement of instantaneous electric power consumption for cutting glass workpiece at the constant velocity was conducted and proposed as a method to assess cutting efficiency. The energy consumption of micro-blade for glass cutting decreased with the content of graphite and $MoS_2$ while wear amount of blade in volume increased with the amount of lubricant addition during the dicing test. It is because that hardness, flexural strength, and fracture toughness ($K_{IC}$) reduced with the amount of lubricant addition. Blades with $MoS_2$ additive showed higher mechanical properties than those with graphite additives when the same amount of the lubricant additive in wt.% was added. Due to the lower density of graphite than $MoS_2$, higher volume fraction of graphite could result in stronger effect on lowering electric power consumption by reducing the friction between blade and work piece however increasing wear rate due to the reduction in strength and fracture toughness. Adhesive wearing mode of micro blade could be remarkably improved by the addition of graphite as well as $MoS_2$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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