• 대한기계학회논문집A
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• 제26권7호
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• pp.1223-1231
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• 2002

Al alloy matrix composite with TiNi shape memory fiber as reinforcement has been fabricated by hot pressing to investigate microstructures and mechanical properties. The analysis of SEM and EDS showed that the composites have shown good interface bonding. The stress-strain behavior of the composites was evaluated at temperatures between 363K and room temperature as a function of prestrain, and it showed that the yield stress at 363K was higher than that of the room temperature. Especially, the yield stress of this composite increases with increasing the amount of prestrain, and it also depends on the volume fraction of fiber and heat treatment. The smartness of the composite is given due to the shape memory effect of the TiNi fiber which generates compressive residual stress in the matrix material when heated after being prestrained. Microstructural observation has revealed that interfacial reactions occur between the matrix and fiber, creating two intermetallic layers.

• 한국분말재료학회지
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• 제11권5호
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• pp.421-426
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• 2004

The microstructure and mechanical property of hot-pressed $Al_2O_3/Cu$ composites with a different temperature for atmosphere changing from H$_{2}$ to Ar have been studied. When atmosphere-changed from H$_{2}$ to Ar gas at 145$0^{\circ}C$, the hot-pressed composite was characterized by inhomogeneous microstructure and low fracture strength. On the contrary, when atmosphere-changed at low temperature of 110$0^{\circ}C$ the composite showed more homogeneous microstructure, higher fracture strength and smaller deviation in strength. Based on the thermodynamic consideration and microstructural analysis, it was interpreted that the Cu wetting behavior relating to the formation of CuAlO$_{2}$ is probably responsible for strong dependence of microstructure on atmosphere changing temperature. The reason for a strong sensitivity of fracture strength and especially of its deviation to atmosphere changing temperature was explained by the microstructural inhomogeneity and by the role of CuAlO$_{2}$ phase on the interfacial bonding strength.

• Advanced Composite Materials
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• 제16권2호
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• pp.181-194
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• 2007

This paper presents the mechanical properties of a composite consisting of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin mixed with carbon fiber reinforced plastics (CFRP) pieces (CFRP/ABS). CFRP pieces made by crushing CFRP wastes were utilized in this material. Nine kinds of CFRP/ABS compounds with different weight fraction and size of CFRP pieces were prepared. Firstly, tensile and flexural tests were performed for the specimens with various CFRP content. Next, fracture surfaces of the specimens were microscopically observed to investigate fracture behavior and fiber/resin interface. Finally, the tensile modulus and strength were discussed based on the macromechanical model. It is found that the elastic modulus increases linearly with increasing CFRP content while the strength changes nonlinearly. Microscopic observation revealed that most carbon fibers are separated individually and dispersed homogeneously in ABS resin. Epoxy resin particles originally from CFRP are dispersed in ABS resin and seem to be in good contact with surrounding resin. The modulus and strength can be expressed using a macromechanical model taking account of fiber orientation, length and interfacial bonding in short fiber composites.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권4호
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• pp.361-373
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• 2023

This study aimed to investigate the engineering properties and mechanical behaviors of polymer-fibers treated sand. Para rubber (PR), natural fiber (NF), and geosynthetic fiber (GF) were used to reinforce poorly graded sand. A series of unconfined compressive and splitting tensile strength tests were performed to analyze the engineering behaviors and strength enhancement mechanism. The experiment results indicated that the PR-fibers mixture could firmly enhance the strength properties of sand. The stress-strain characteristics and failure patterns have been changed due to the increase of PR and fibers content. The presence of PR and fibers strengthened the sand and enhanced the stiffness and ductility behavior of the mixture. The stiffness of reinforced sand reaches an optimum state when both NF and GF are 0.5%, while the optimum PR contents are 20% and 22.5% for the mixture with NF and GF, respectively. An addition of PR and fiber into sand contributed to increasing interlocking zone and bonding of PR-sand interfacial.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권3호
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• pp.407-417
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• 2017

RC shear walls are considered one of the main lateral resisting members in buildings. In recent years, FRP has been widely utilized in order to strengthen and retrofit concrete structures. A number of experimental studies used CFRP sheets as an external bracing system for retrofitting of RC shear walls. It has been found that the common mode of failure is the debonding of the CFRP-concrete adhesive material. In this study, behavior of RC shear wall was investigated with three different micro models. The analysis included 2D model using plane stress element, 3D model using shell element and 3D model using solid element. To allow for the debonding mode of failure, the adhesive layer was modeled using cohesive surface-to-surface interaction model at 3D analysis model and node-to-node interaction method using Cartesian elastic-plastic connector element at 2D analysis model. The FE model results are validated comparing the experimental results in the literature. It is shown that the proposed FE model can predict the modes of failure due to debonding of CFRP and behavior of CFRP strengthened RC shear wall reasonably well. Additionally, using 2D plane stress model, many parameters on the behavior of the cohesive surfaces are investigated such as fracture energy, interfacial shear stress, partial bonding, proposed CFRP anchor location and using different bracing of CFRP strips. Using two anchors near end of each diagonal CFRP strips delay the end debonding and increase the ductility for RC shear walls.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.477-486
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• 2008

탄소섬유시트 보강공법은 콘크리트구조물의 보강에 많이 사용되는 보강공법이다. 이러한 탄소섬유 보강공법에서는 콘크리트와 CFRP시트 사이의 경계면 거동이 전체 보강구조물의 거동을 지배하게 된다. 본 연구에서는 탄소섬유시트 보강공법을 적용한 콘크리트구조물의 경계면 거동에 대한 기존의 연구들을 고찰하고, 이를 바탕으로 경계면 부착거동해석에 효과적으로 사용될 수 있는 새로운 bond-slip model을 제시하고, 경계면의 부착거동을 해석할 수 있는 해석 기법을 제안하였다. 새롭게 제시된 bond-slip model은 기존의 bilinear bond-slip model을 개선한 것으로서, 전단응력이 증가하는 구간을 2개의 직선구간으로 구성하고, 전단응력이 감소하는 구간을 지수함수로 구성한 것이다. 제안된 bond-slip model은 기존의 부착전단 실험 결과 및 경계면 거동 모델들과의 비교를 통하여 검증하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권1호
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• pp.55-60
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• 2012

고효율, 저가격의 태양전지를 위해 습식공정 중 하나인 Ni-P 무전해 도금을 이용한 실리콘 태양전지 웨이퍼를 열처리에 따른 4점굽힘시험을 통해 정량적인 계면 접착에너지를 평가하였다. 실험 결과 실리콘 태양전지 웨이퍼와 Ni-P 박막 사이의 계면접착에너지는 $14.83{\pm}0.76J/m^2$이며, 후속 열처리에 따른 실리콘 태양전지 웨이퍼와 Ni-P 무전해 도금은 $300^{\circ}C$ 처리 시 $12.33{\pm}1.16J/m^2$, $600^{\circ}C$ 처리 시 $10.83{\pm}0.42J/m^2$로써 전반적으로 높은 계면접착에너지를 가지나 열처리 온도가 증가할수록 계면접착에너지가 서서히 감소하였다. 4점굽힘시험 후 박리된 파면의 미세구조를 관찰 및 분석하여 내부의 파괴경로를 확인하였으며, X-선 광전자 분광법을 통하여 표면화학 결합상태를 분석한 결과 열처리 시 Ni-O와 Si-O 형태의 결합이 존재하여 약한 계면을 형성하기 때문인 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.423-430
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• 2008

최근 들어 고속도로를 중심으로 하여 교량상판 보수재료로 초속경 라텍스개질콘크리트 (Very-Early Strength Latex-Modified Concrete : 이하 VES-LMC)가 개발되어 이용되고 있고, 그 활용 빈도가 커지고 있다. 이는 VES-LMC의 특징상 보수 후 3시간 만에 교통개방이 가능하며, 라텍스 첨가로 기존의 보수재료가 갖는 장기 내구성의 문제를 해결하였기 때문이다. 그러나 위와 같은 장점으로 보수 보강 재료로 사용되고 있는 VES-LMC에 대한 구조적인 연구에 대해서는 미비한 상태이다. 본 연구에서는 VES-LMC를 기존보의 덧씌우기 형태와 열화된 콘크리트의 보수 형태로 나누어 시험체를 제작하고, 4점 휨 실험을 수행하여 휨 거동 및 신 구 콘크리트의 부착 특성과 균열 진전 양상, 보수 보강효과를 확인하고자 하였다. 그 결과 보수 보강두께가 증가함에 따라 보수 보강효과가 증가하는 경향을 보였으며 이는 강성이 증가하여 휨에 대한 저항 능력이 증대되는 것을 확인하였다. 보수 시험체의 경우 철근의 피복두께 이상으로 보수 되었을 경우 강성이 최대 40% 이상 증가 되는 결과는 얻을 수 있었으나 80 mm와 120 mm의 경우 그 값이 비슷한 양상을 보여 보강 두께 선정 시 고려되어야 할 요소라 판단된다. 계면거동을 확인한 결과 보수 및 보강 시험체 모두 계면에서의 상대 변위량이 감소되는 것을 확인하였으며, 두 재료가 비교적 일체로 거동하는 것을 확인하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제39권1호
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• pp.42-50
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• 2004

본 연구는 열잠재성 개시제인 N-benzylpyrazinium hexafluoroantimonate (BPH)로 개시되어진 이관능성 에폭시인 diglycidylether of bisphenol A (DGEBA)와 변성 polyurethane (PU) 블렌드의 PU의 함량에 따른 경화거동과 파괴인성을 연구하였다. 블렌드의 경화거동은 시차주사 열량계(DSC)와 near-IR 을 통해 관찰하였고, 파괴인성은 임계응력 세기인자($K_{IC}$)와 임계 변형에너지 방출속도($G_{IC}$)를 측정하였다. 실험 결과, 경화 활성화에너지($E_a$)와 전환율(${\alpha}$)은 PU의 함량이 10 phr에서 최고값을 나타냈으며, $K_{IC}$는 전환율과 유사한 경향을 나타냄을 확인하였다. 이는 PU의 이소시아네이트기와 DGEBA의 하이드록실기 사이의 수소 결합이 증가함에 따라 블렌드의 가교밀도가 증가했기 때문으로 판단되어 진다.

• Elastomers and Composites
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• 제48권3호
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• pp.216-220
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• 2013

본 연구에서는 목분-고분자 복합체(Wood Flour-Polymer Composite, WPC)의 상분리 특성을 조사하고 이를 토대로 목분함량에 따른 WPC의 기계적 물성 변화에 관한 원인을 규명하였다. 이를 위해 고분자 매트릭스로 폴리프로필렌을 사용하여 서로 다른 함량의 목분을 갖는 시편을 제조하였다. 서로 다른 목분 함량을 갖는 시편들의 DSC thermogram으로부터 목분 함량에 따른 고분자 PP의 결정화 경향과 $T_m$ 경향을 분석하였다. 목분 함량이 증가함에 따라 고분자 PP의 결정량 및 $T_m$값 모두 감소하다 다시 증가하는 결과를 나타내었다. 이로부터 낮은 목분 함량에서는 목분이 매트릭스인 고분자 내에 분산되어 있으나 일정 목분 함량이상에서는 WPC의 매트릭스인 PP와 목분사이에 상분리가 일어남을 확인할 수 있었다. 한편, WPC 시편의 인장강도는 목분 함량이 증가할수록 감소하는 결과를 나타내었다. 낮은 목분 함량에서는 고분자에 분산된 목분과 고분자 사이에서의 낮은 계면 결합력과 시편내에서 강도를 높이는 역할을 하는 결정량의 감소가, 높은 목분 함량에서는 PP와 목분사이에서의 상분리로 인한 계면 결함이 WPC 시편의 인장강도를 목분함량 증가에 따라 지속적으로 감소시키는 원인이 되는 것으로 파악되었다. WPC 시편의 충격강도는 목분 함량이 증가함에 따라 증가하다가 목분 함량이 20%인 경우 최고값을 나타내며, 그 이후 다시 감소하는 경향을 나타내었는데, 낮은 목분 함량에서는 목분 함량이 증가할수록 시편의 결정량이 감소하므로 시편의 취성 감소에 의해 충격강도가 향상되나, 높은 목분 함량에서는 고분자 매트릭스와 목분 사이의 상분리로 인해 다시 충격강도가 저하되기 때문인 것으로 판단된다.