취성기지 복합재료는 섬유와 기지 사이에 계면분리가 존재하는 경우가 있는데 이것은 복합재료의 강도와 강성저하의 원인이 된다. 계면분리와 섬유체적비가 복합재료의 기계적 물성치에 미치는 영향에 대만 유한요소해석을 수행하였다. 우선 몇 가지 가정하에 복합재료를 구성하는 섬유와 기지에 대하여 간단하게 모델링하고 이웃하는 대표체적요소의 경계를 따라 응력과 변위 연속조건을 부과하였다. 강성상수들을 역변환하여 복합재료의 유효물성치를 구하였다. 완전접착의 경우 수치해를 혼합물법칙에 의한 이론해와 비교한 결과 일치함을 알 수 있었고 계면분리가 큰 경우 섬유체적비가 증가하더라도 물성치가 감소함을 알 수 있었다.
Purpose: Physical and chemical properties of gold is most suitable to be restored of teeth to its original state. Recently zirconia was used instead of gold because of esthetical and intimacy of human body. Because of high strength and high abrasion resistance of zirconia, all zirconia artificial tooth lead to wear the original tooth of opposite site. To preserve this original tooth, zirconia artificial tooth covered with dental ceramic glass was used. When joining the zirconia core and dental ceramic glass, difference of their thermal expansion coefficient and wetting ability is generated the residual stress at interface lead to crack. In order to solve this problem, intermediate layer what is called zir-liner was imported to decrease the residual stress and increase the bonding strength. Methods: In this study, to identify the optimum conditions for manufacturing process, various methods to rough the surface of zirconia core were adopted, and vary the thickness of interlayer, and analyzed bond strength. Results: Bond strength of sanding specimens group showed higher than that of non-sanding specimens group, and once applied intermediate layer with sanding specimens showed highest bond strength with 28 MPa. SEM photomicrographs of zirconia cores fired at $1500^{\circ}C$ showed parallel straight lines in sanding and pockmarked surface in blasting surfaces as abrasion traces. Observation of the destruction section after shear test by SEM were carried out. Liner applied non-sanding group and non-liner applied sanding group all showed interfacial crack. Sandblasting group with non-liner showed remained dental ceramic glass on the surface of zirconia. Sandblasting group with once applied liner showed partially remained liner and dental ceramic glass on the surface of zirconia. XRD analysis revealed that sandblasting group showed higher monoclinic peaks than other specimens group and this result was due to the high collision energy for stress induced phase transformation. Conclusions: A study on the improvement of bonding strength between zirconia and dental ceramic glass steadily carried out for the future to practical use.
본 연구는 표면처리에 따른 탄소나노튜브의 표면특성변화가 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 물성에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 표면처리된 탄소나노튜브의 표면특성은 산-염기도 측정, FTIR, 그리고 XPS를 통하여 알아보았다. 복합재료의 기계적 계면특성은 층간전단강도(interlaminar shear strength; ILSS)와 임계응력세기인자(critical stress intensity factor; $K_{IC}$)를 통하여 고찰하였다. 실험결과 산-염기 상호반응에 의한 각각의 표면처리된 탄소나노튜브의 표면특성의 변화를 가져오며, 산처리한 MWNTs/탄소섬유/에폭시 복합재료의 경우 미처리 MWNTs, 염기 처리 MWNTs와 비교하여 우수한 기계적 물성을 보였다. 이는 산성을 가지는 MWNTs와 염기성의 에폭시 수지가 산-염기 및 수소결합에 의한 계면 결합력의 향상 때문이라 판단된다.
Metal/Ceramic structures have many attractive properties, with great potential for applications that demand high stiffness, as well as chemical and biological stability, thermal and electrical insulation. They are currently in use for mechanical and thermal protection in cutting tool and engine parts. With all their great advantage, ceramics suffer from one major problem they are brittle, and are especially susceptible to cracking from surface contacts. Delamination at the interfaces with adjacent layers is a particularly disturbing problem, and can cause premature failure of a composite system. so determination of adhesive properties of coating is one of the most important problems for the extension of the use of coated materials. In this work, mechanical characteristics of Interface of ceramic/Metal composites are evaluated by means of hardness test, indentation test apparent interfacial toughness and bonding strength test. The interface indentation test provides a relation between the applied load(P) and the length of the crack(a) created at the interface between the coating and the substrate.
CNT fiber has been in the spotlight as a conductor, but the conductivity of CNT fibers do not match that of CNT. This study reveals that the conductivity of CNT fiber can be improved by depositing Al/Cu through vacuum evaporation. Cu is commonly used for deposition on CNT fibers. But low bonding strength of the interface between CNT and Cu could be a disadvantage. To overcome this, Al was deposited on the CNT fiber for forming aluminum carbide islands to increase the interfacial bonding strength. The conductivity characteristics were improved as the deposition time increased. The resistance was measured as a function of temperature, demonstrating that the temperature coefficient of resistance (TCR) is improved to be 241 ppm/℃ in comparison with that of as-received CNT fibers at -1,251 ppm/℃, when the CNT fibers are deposited with Al and Cu, respectively, for 90s and for 540s.
본 연구에서는 탄소섬유접착보강공법의 박리와 연관한 부착특성에 대하여 검토하였다. 그 결과를 요약하면, 온도변화에 따른 변형 특성에서는 바탕 콘크리트의 강도에 관계없이 온도 변화에 따라서 각 재료들의 변형 폭도 커지는 것을 알 수 있었다. 초음파 전파 속도도 온도변화에 따라 작아지는 것으로 나타나 계면에서 박리가 발생하였음을 알 수 있었다. 부착강도는 온도 변화가 클수록 부착강도의 값은 작아지는 것으로 나타났는데, 파괴형태는 계면파괴와 모재파괴 형태로 나타났다. 건습 변화에 따라서는 4사이클까지 각 재료의 변형 및 초음파 전파 속도에서 큰 변화를 나타내지 않아 건습 자체의 반복에는 큰 영향이 없는 것으로 판단된다. 단, 부착강도는 40%정도 저하하는 것으로 나타났지만 비교적 양호한 강도를 나타내었다. 동결융해 시험결과는 온도변화 요인과 유사한 경향으로서 동결융해 작용을 받을 경우 4사이클 이내에 박리가 일어날 수 있는 것으로 분석되었다.
Metal interconnections of multilayer Al/Ni and TiW/seed-Ni/Ni were formed on glass, and the adhesion strength and nanoindentation response of the composite layers were evaluated. The Al/Ni multilayer was formed by an anodic bonding of glass to Al and subsequent electroless plating of Ni, while the TiW/Ni multilayer was fabricated by sputter deposition of TiW and seed-Ni onto glass and electroless plating of Ni. Because of the diffusion of aluminum into glass during the anodic bonding, anodically bonded glass/Al joint exhibited greater interfacial strength than the sputtered glass/TiW one. The Al/Ni on glass also showed excellent resistance against delamination by bending deformation compared to the TiW/seed-Ni/Ni on glass. From the nanoindentation experiment of each metal layer on glass, it was found that the aluminum layer had extremely low hardness and elastic modulus similar to the glass substrate and played a beneficial role in the delamination resistance by lessening stress intensification at the joint. The indentation data of the multilayers also supported superior joint reliability of the Al/Ni to glass compared to that of the TiW/seed-Ni/Ni to glass.
복합레진의 적층계면에서 산소억제층(oxygen inhibition layer:이하 OIL)의 영향을 연구하기 위해, 아크릴릭 몰드(하층) 에 복합레진의 shade A3를 충전한 후 표면의 조건을 달리하여 중합하였으며 상층은 shade A1으로 충전하고 중합하였다. 대조군(OIL 존재), 1군(OIL 형성억제), 2군(OIL 형성억제+레진표면의 미반응 모노머 제거), 3군(가압하에 중합), 4군(열중합), 5군(시효처리), 6군(시효처리+본딩제 도포)로 하층의 계면조건을 다르게 하였다. 전단결합강도와 파절양상, 전환률을 분석하여 다음의 결과를 얻었다. 1. 전단결합강도 측정 결과 대조군과 제 1군 사이에 통계학적으로 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 2. 제 2군은 대조군과 1군에 비해 낮은 결합강도를 보였다(p<0.05). 3. 제 3군은 가장 높은 결합강도를 보인 반면, 4군은 가장 낮은 결합강도를 보였다. 4. 6군은 5군보다 두 배 정도 높은 결합강도를 보였다. 5. 대조군과 1군 및 3군에서는 주로 응집성 복합레진파절이 일어난 반면 2군, 4군, 5군과 6군에서는 주로 접착성 계면파절이 일어났다. 6. FTIR로 전환률을 측정한 결과 2군에서는 50.55%로 가장 높았고, 대조군에서는 가장 낮았다(p<0.05). 전단결합강도와 전환률의 결과로 보아, OIL은 복합레진 계면의 결합에 필수적인 요인은 아니며, 표층의 미반응 모노머가 결합강도에 영향을 미치는 것으로 보인다. 향후 계면 결합강도에 영향을 미칠 수 있는 미반응 모노머의 정량적인 분석을 통한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
국내에서는 많은 양의 패류가 생산되고 있으나, 이로 인해 발생하는 대량의 패각을 처리하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 패각을 대량으로 처리하기 위하여 건설재료로서의 가능성을 평가하고자 한다. 모르터의 잔골재를 패각으로 치환하여 흡수율, 압축강도를 측정하고 계면결합 형태를 관찰하였다. 대체적으로 패각의 치환율이 증가함에 따라 흡수율은 증가하였으며, 압축강도는 감소하였다. 예외적으로 꼬막 패각을 치환한 모르터는 치환율이 증가함에 따라 압축강도가 증가하였다. 패각 치환율의 증가에 따른 흡수율의 증가 및 압축강도의 감소는 패각 주위에 발생한 다공성 때문인 것으로 파악되었으며, 꼬막 패각을 치환한 모르터는 패각과 시멘트 입자간의 계면결합 형태가 양호하였기 때문에, 오히려 강도가 상승한 것으로 판단된다.
In this paper the influence of fiber orientation of basalt and carbon inter-ply fabrics on the flexural properties of hybrid composite laminates was experimentally investigated. Four types of basalt/carbon/epoxy inter-ply hybrid composite laminates with varying angle ply orientation of reinforced basalt fiber and fixed orientation of carbon fiber were fabricated using hand lay-up technique. Three point bending test was performed according to ASTM 7264. The fracture surface analysis was carried out by scanning electron microscope (SEM). The results obtained from the four laminates were compared. Lay-up pattern of $[0B/+30B/-30B/0C]_S$ exhibits the best properties in terms of flexural strength and flexural modulus. Scanning electron microscopy results on the fracture surface showed that the interfacial de-bonding between the fibers and epoxy resin is a dominant fracture mode for all fiber lay-up schemes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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