• 대한금속재료학회지
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• 제48권12호
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• pp.1130-1135
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• 2010

Cu/carbon nano-particle hybrids were fabricated through the cathodic electrophoretic deposition (EPD) process. CNT and CNF nano-particles were modified to give positive charges by polyethyleneimine (PEI) treatment before depositing them on the substrate. Since a Cu plate was used as an anode in the EPD process, Cu particles were also deposited along with the carbon nano-particles. Experimental observation showed the nano-hybrids constructed a novel formicary-like nano-structure which is strong and highly conductive. Utilizing the hybrids, carbon fiber composites were manufactured, and their electrical conductivity and interlaminar shear strength were measured. In addition, the deposition morphology and failure surface were examined by SEM observations. Results demonstrated that the electrical conductivities in the through-the-thickness direction and the interlaminar shear strength significantly increased by 350~2100% and 14%, respectively.

• Composites Research
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• 제30권5호
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• pp.316-322
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• 2017

탄소섬유는 매우 우수한 기계적, 전기적, 열적 특성을 가진 소재로써, 고분자를 매트릭스로 하는 복합재료로써 산업적으로 널리 쓰이고 있다. 하지만 이 복합재료는 높은 강도 및 탄성을 가진 탄소섬유에 비해, 약한 고분자 매트릭스로 인한 분리 형상이 약점으로 지적되고 있다. 이를 해결하기 위해 강화재의 첨가가 필수적이다. 그래핀은 매우 우수한 기계적 물성을 지닌 강화재로써, 첨가 시에 높은 물성 향상을 기대할 수 있다. 하지만 그래핀 자체의 응집현상과 고분자 기지와의 약한 결합이 강화효과를 제대로 구현해내지 못하는 결과를 초래하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 핵심 기술로 제시된 것이 기능기화 방법이며, 이를 통해 분산성을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 멜라민을 이용하여 그래핀 나노플레이틀릿의 기능기화를 진행하고, 이를 에폭시 고분자 기지와 혼합하였다. 제조된 그래핀 나노플레이틀릿/에폭시을 이용하여 탄소섬유 강화 고분자 복합재료를 제조하고 굽힘 특성과 층간전단강도를 측정하였다. 그 결과 복합재료의 기계적 물성이 증가되었으며, 그래핀 나노플레이틀릿의 분산성이 향상됨을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제36권5호
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• pp.612-616
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• 2012

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.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.79-82
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• 2005

In this study, mechanical properties of carbon fabrics composite under the thermal shock cycling were evaluated. Due to the interactions between fiber and polymer matrix, it is reasonable to conclude that both thermal cycles of thermal shock result in improvement of interlaminar shear strength(ILSS) for the longer conditioning time duration. The rise in ILSS may be attributed to the improved adhesion by cryogenic compressive stress and also by the post-curing strengthening effect. However, the flexural and tensile strength were decreased with increasing conditioning time of thermal cycle.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권5호
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• pp.813-821
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• 2002

Glass fiber reinforced PET matrix composite was manufactured by rapid press consolidation technique as functions of temperature, pressure and time in pre-heating, consolidation and solidification stages. The optimal manufacturing conditions for this composite were discussed based on the void content, tensile, interlaminar shear and impact properties. In addition, the levels of crystallinity with various manufacturing conditions were measured using differential scanning calorimetry to investigate the mechanical properties of this composite material as a function of crystallinity. Among many processing parameters, the mold temperature and the cooling rate after forming were found to be the most critical factors in determining the level of crystallinity and mechanical properties. The level of crystallinity affects the tensile properties to some degree. However, impact properties are affected much more. It also affects the degree of ductility, which determines the impact energy of this material.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.100-103
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• 2004

In this work, the effects of oxy-fluorination on surface characteristics of carbon fibers were investigated in mechanical interfacial properties of carbon fibers-reinforced composites. The surface properties of the carbon fibers were determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), FT-IR. and contact angle measurements. And their mechanical interfacial properties of the composites were studied in interlaminar shear strength (ILSS) and critical stress intensity factor $(K_{IC})$. As experimental results, the $F_{1S}/C_{1S}$ ratio of carbon fiber surfaces was increased by oxy-fluorination, due to the development of the oxygen containing functional groups. The mechanical interfacial properties of the composites, including ILSS and $K_{IC}$, had been improved in the oxy-fluorination on fibers. These results could be explained that the oxy-fluorination was resulted in the increase of the adhesion between fibers and matrix in a composite system.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권7호
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• pp.627-633
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• 2009

복합재는 인공위성 카메라 경통의 재료로 많이 사용되는 재료이다. 하지만 적층된 복합재는 층간응력에 의한 층간분리 현상으로 약화된다 이러한 파괴모드는 경통의 구조적 불안정을 유발하며, 카메라의 광학적 성능도 저하시킨다. 따라서 경통은 층간분리에 대해서 강건해야하며, 또한 고강성, 충분히 높은 고유진동수 및 작은 열 팽창 계수 등을 가져야한다. 본 연구에서는 실험계획법을 바탕으로 설계를 진행하였다. 각 실험과정은 직교배열표를 기준으로 설계되었으며, 여러 속성을 고려하기 위해서 MADM 방법을 사용하였다. 그리고 분산분석과 F-검정을 통해서 영향력 인자를 결정하여 경통의 최종 적층각을 결정하였다.

• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.715-718
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• 1998

본 연구에서는 수직섬유의 길이가 서로 다른 삼차원 유리직물을 보강재로 사용하고, 매트릭스 수지로 비스페놀 타입 비닐 에스테르 (bisphenol type vinyl ester)를 사용하여 hand lay-up을 이용해 복합재료 (3D composites)를 제조하였다. 삼차원 유리직물의 수직섬유의 길이가 복합재료의 기계적 물성에 미치는 영향을 three-point bending test, flatwise compression test를 통해 조사하였다. Short-beam test법 통하여 복합재료에서의 섬유와 매트릭스 수지간의 계면접착강도를 나타내는 층간 전단강도를 구하였다. 시험 결과를 통하여 수직섬유의 길이가 복합재료의 기계적 물성 및 층간 전단강도에 많은 영향을 미침을 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권2호
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• pp.233-243
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• 2019

This paper depicts the development and characterizations of laminated composites made with cellulosic giant cane (Arundinaria gigantea) fiber mats and epoxy resin. Zirconia-toughened mullite (ZTM) is used as a filler material in the laminated composite which was prepared from sillimanite through plasma processing technique. The mechanical characterizations of this composite have been carried out as per ASTM standards to evaluate its usability as a structural material. The effects of varying weight percentages of the filler and two different fiber orientations namely, angle-ply [$+45^{\circ}/-45^{\circ}/+45^{\circ}$] and balanced cross-ply [$0^{\circ}/90^{\circ}/0^{\circ}$] on the physical and mechanical properties such as density, microhardness, impact strength, tensile strength and interlaminar shear strength of the layered composite specimens have been investigated. The study indicates that the inclusion of zirconia-toughened mullite in the composite laminate as filler improves its mechanical properties. Moreover, the use of giant cane fiber mat in the laminate is more eco-friendly than the synthetic fibers. This research also helps in generating additional data to enrich the repository of natural fiber reinforced laminated composites.

• Composites Research
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• 제20권4호
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• pp.18-24
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• 2007

본 연구에서는 전구체의 종류에 따라 PAN계/rayon계, 직물의 형태에 따라 연속사 및 방적사 탄소 직물을 사용하여 하이브리드 복합재료를 제조하여 역학적 특성과 열적 특성을 살펴보았다. 인장, 층간 전단강도 실험을 통해 연속사 PAN계 탄소 직물을 많이 사용한 하이브리드 복합재료에서 우수한 역학적 특성을 보이는 것으로 확인되었다. 토치 테스트에서는 rayon계 탄소 직물 복합재료의 삭마 저항성이 가장 떨어짐을 확인할 수 있었다. 또한, 방적사 PAN계 탄소 직물과 rayon계 탄소 직물을 하이브리드화한 복합재료가 면내 방향과 수직 방향 모두에서 저 열전도도 구현에 유리한 특성을 보여주었다.