• 한국세라믹학회지
• /
• 제31권10호
• /
• pp.1169-1175
• /
• 1994

Five Al2O3/SiC/metal composites with four different particle sizes of green SiC abrasive grains are grown by the directed oxidation of an commercially available Al-alloy. Oxidation was conducted in air at 100$0^{\circ}C$, 96 hours long. Slip casted SiC-fillers were placed on the alloy or SiC powder deposited up to the required layer thickness. Their microstructures are described and measurements of density, elastic constants, frexural strength, fracture toughness and work of fracture are reported. The results are compared with those of commercial dense sintered Al2O3. The properties of produced materials have a strong relationship to not only the properties of Al2O3, SiC, Al and Si but also to the phase share and phase distribution. The composite materials are dense (0.5% porosity), tough (KIC = 3.4~6.4 MPa{{{{ SQRT { m} }}), strong ({{{{ sigma }}B = 170~345 MPa) and reasonably shrinkage free producible. The reinforcements is attained mainly through the plastic deformation of ductile metal phase.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제29권3호
• /
• pp.425-431
• /
• 2005

The efficiency of complex slurry preparation route for developing the high performance SiC matrix of $RS-SiC_{f}/SiC$ composites has been investigated. The green bodies for RS-SiC materials prior to the infiltration of molten silicon were prepared with various C/SiC complex slurries, which associated with both the sizes of starting SiC particles and the blending conditions of starting SiC and C particles. The characterization of Rs-SiC materials was examined by means of SEM, EDS and three point bending test. Based on the mechanical property-microstructure correlation, the process optimization is also discussed. The flexural strength of Rs-SiC materials greatly depended on the content of residual Si. The decrease of starting SiC particle size in the C/SiC complex slurry was effective for improving the flexural strength of RS-SiC materials.

• Advanced Composite Materials
• /
• 제18권2호
• /
• pp.167-185
• /
• 2009

Environmental problems caused by extensive use of polymeric materials arise mainly due to lack of landfill space and depletion of finite natural resources of fossil raw materials like petroleum or natural gas. The substitution of synthetic petroleum-based resins with natural biodegradable resins appears to be one appropriate measure to remedy the above-mentioned situation. This study presents the development of a composite that uses environmentally degradable starch-based resin as matrix and natural mineral basalt fibres as reinforcement, and investigates the fibre's and the composite's mechanical properties. The tensile strength of single basalt fibres was verified by means of single fibre tensile tests and statistically investigated by means of a Weibull analysis. Prepreg sheets were manufactured by means of a modified doctor blade system and hot power press. The sheets were used to manufacture specimens with fibre volume contents ranging from 33% to 61%. Specimens were tested for tensile strength, flexural strength and interlaminar shear strength. Composites manufactured during this study exhibited tensile and flexural strength of up to 517 MPa and 157 MPa, respectively.

• The Korean Journal of Ceramics
• /
• 제6권3호
• /
• pp.250-257
• /
• 2000

The feasibility of synthesizing SiC-AlN solid solution by field-activated combustion synthesis was demonstrated. At lower fields of 8-16.5V/cm, composites of AlN-rich and SiC-rich phases were synthesized, but at fields of 25-30 V/cm, the product was a 2H structure solid solution. Combustion synthesis of the solid solution by nitridation of aluminum with silicon carbide under a nitrogen gas pressure of 4-8 MPa was also investigated. The maximum combustion temperature and wave propagation velocity were found to be influenced by the electric field in the field-activated combustion synthesis, and by the green density and nitrogen pressure in the combustion nitridation. In both cases the formation of solid solutions is complete within seconds, considerably faster than in conventional methods which require hours.

• International Journal of Safety
• /
• 제10권1호
• /
• pp.1-4
• /
• 2011

The fuel cell is one of the green energy receiving a lot of attention. Among the fuel cells, it is generally referred to SOFC(solid oxide fuel cell) which is made up composites of a solid. SOFC has excellent merits in the side of environment and energy. However because of the high operating temperature, it has economic loss by the using of expensive materials and problems of structural instability by thermal stresses. Therefore, this study aims to the effect of analysis by the FEMLAB. The results have deformations and the maximum stresses from the variation of the thickness of vulnerability spots. The deformation shows expansion as 0.82% and the stress ${\sigma}_{xx}$ is 392MPa in electrolyte and -56.31MPa in anode. When increasing or decreasing the thickness to 50% of the reference thickness about the electrolyte which is vulnerable spots.

• 폴리머
• /
• 제24권1호
• /
• pp.97-104
• /
• 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.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.43-49
• /
• 1999

0~5 wt%의 $\beta$-Si3N4 whisker를 첨가한 질화규소 가스압 소결체를 제작하였다. 첨가된 whisker들은 tape casting을 응용하여 tape 내에서 일방향으로 배열하였으며, 제작된 tape로부터 절취된 sheet들의 적층 과정을 변화하여 다양한 미세구조를 갖는 성형체를 제작하였다. 가스압 소결을 통하여 치밀화된 소결체의 조대결정립은 성형체의 whisker와 같은 방향성을 가졌으며, 소결수축률과 기계적 특성 등도 이러한 다양한 미세구조상의 특징과 일관된 결과를 나타내었다. Whisker를 일방향으로 배열하였을 경우, 소결수축률은 whisker 배열 방향과 평행한 방향보다 수직한 방향으로 크게 일어났을 때, whisker 함량이 증가함에 따라 수축률의 차이가 증가하였다. Indentationi crack length는 whisker 함량이 증가함에 따라 whisker 배열 방향과 수직한 방향의 균열 길이는 더 짧아졌고, 그와 평행한 방향의 균열 길이는 길어졌다. Whisker 첨가에 의해 결정립이 더 크게 성장하였으나 강도는 whisker를 첨가하지 않을을때보다 낮지 않았다. Whisker 배열 방향을 90$^{\circ}$ 및 45$^{\circ}$ 간격으로 엇갈리게 적층하였을 경우에는 특성의 이방성이 나타나지 않았다.

• 접착 및 계면
• /
• 제23권3호
• /
• pp.87-93
• /
• 2022

섬유와 기지 간 계면 특성을 분석하기 위해 일반적으로 접촉각을 활용하여 계산된 접착일을 활용한다. 접촉각 측정 방식으로 동적접촉각과 정적접촉각이 있으며, 본 논문에서는 보다 정확도가 높은 접촉각 측정 방법이 무엇인지 모색하였다. 각각 4가지 종류의 에폭시 수지와 유리섬유를 사용하였고, 유리섬유와 에폭시의 표면 에너지 결과를 기반으로 접착일, W_a을 계산하여 계면강도를 예측하였다. 접착일과 계면 전단강도는 이론상 비례관계이며, 이를 확인하기 위해 조성이 다른 에폭시와 유리섬유 간의 계면강도를 마이크로드롭렛 시험법을 이용하여 측정하였다. 정적접촉각 결과의 경우 접착일과 계면 전단강도 사이에는 일치하지 않는 경향을 보였다. 이는, 동적 접촉각 평가 방법은 정적접촉각에 비해, 드롭 크기에 따른 최소 표면적을 이루는 에러와 미니스커서에서 접선 측정에 따른 에러를 최소화할 수 있다는 점이다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
• /
• 한국결정성장학회 2000년도 Proceedings of 2000 International Nano Crystals/Ceramics Forum and International Symposium on Intermaterials
• /
• pp.195-214
• /
• 2000

The high-speed steel (shorten as HSS) consists of Fe and several kinds of transition metal carbides. The cutting tools or wear-resistant materials made from HSS experience relatively high thermal shock because a coolant such as water or oil is flowed over the surface of heated HSS. The purpose of this research is to increase the hardness, strength, fracture toughness and thermal shock resistance of HSS. A possible strategy is to incorporate a hard ceramic material with high strength in HSS matrix. This paper describes the processing, microstructure and mechanical properties of the oriented unidirectional mullite fiber/HSS composite. The unidirectional mullite fibers of 10${\mu}{\textrm}{m}$ diameter were dispersed by the ultrasonic irradiation of 38 kHz in an ethylenglycol suspension containing HSS powder of 11${\mu}{\textrm}{m}$ median size. The dried green composites with 4-68 vol% fibers were hot-pressed for 2h at 100$0^{\circ}C$ in Ar atmosphere under a pressure of 39 MPa. The higher density was achieved in the composite with a lower content of fibers. The oriented unidirectional fibers were well dispersed in the HSS matrix. The average distance between the center of fibers in the cross section was close to the value calculated from the fiber fraction. No reaction occurred at the interfaces between HSS and mullite fibers in the composites. The composite with 13.6 vol% fibers showed 100 MPa of four point flexural strength at room temperature. The thermal expansion of composite with heating was influenced by the orientation of mullite fibers.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.148-156
• /
• 2007

섬유복합재료의 역학적인 관점에서 볼 때 PVA-ECC (polyvinyl alcohol-engineered cementitious composite)의 섬유분산성 평가는 매우 중요한 요소이다. 그러나 PVA 섬유의 낮은 명암비 때문에 시멘트계 재료와 섬유를 구별하기가 어려우므로, PVA-ECC의 섬유분산성 평가를 하기에는 어려운 점이 있다. 이 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 PVA-ECC 내의 섬유분산성을 평가할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 형광의 원리를 이용하여 섬유복합재료 단면에서 PVA 섬유가 초록빛을 발하는 이미지를 얻었고, PVA-ECC 시편에 대한 섬유분산성은 형광 현미경에 부착된 CCD (charge coupled device) 카메라를 통하여 얻어진 이미지를 이미지 프로세싱 기법과 통계적인 방법을 이용하여 평가하였다. 또한 형상분석을 통하여 섬유의 방향성이 분산성에 미치는 영향을 파악하였으며, 판별함수기법과 분수령 알고리즘을 이용하여 섬유 검출 성능을 향상시킬 수 있는 기법을 제시하였다.