• 한국안전학회지
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• 제19권4호
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• pp.31-35
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• 2004

The A17075/CFRP multi-layered hybrid laminate material consists of the alternating A17075-T6 sheets and carbon/epoxy prepregs of M40 fade. The influence of volume fraction and fiber orientation of A17075/CFRP layer on flexural properties of A17075/CFRP laminate alternating A17075-T6 and carbon/epoxy prepreg was investigated. The results obtained from the experimental analysis are as follows: 1. In the $0^{\circ}$ fiber orientation, the mont of increase of the flexural rigidity was $20.5\%$ at the $26.5\%$ volume fraction and $38.0\%\;at\;the\;35.7\%$ volume fraction compared with the flexural rigidity level(20.0GPa) of the $10\%$ volume fraction of CFRP. 2. In the $\pm45^{\circ}$ fiber orientation the amount of decrease of the flexural rigidity was $23.5\%\;at\;the\;20.0\%$ volume fraction and $31.5\%\;at\;the\;33.3\%$ volume fraction compared with the flexural rigidity level of the $10\%$ volume fraction of CFRP. 3. In the $0^{\circ}$ fiber orientation, the flexural strength was 481.5MPa at the $10\%$ volume fraction of CFRP and 583.8MPa at the $26.5\%$ volume fraction and 653.7MPa at the $35.7\%$ volume faction. 4. In the $\pm45^{\circ}$ fiber orientation, the flexural strength was 354.0MPa at the $20.0\%$ volume fraction of CFRP and 340.5MPa at the $33.3\%$ volume fraction.

• Composites Research
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• 제27권3호
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• pp.90-95
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• 2014

복합재료의 경화 시 발생하는 수축 변형률은 복합재료 구조물 내에 잔류응력을 발생시키며 이러한 잔류응력은 spring-in, spring-out, warpage와 같은 구조물 변형의 원인이 된다. 본 연구에서는 Hexcel사의 "Hexply M21EV/34%/UD268NFS/IMA-12K" prepreg를 사용하였다. 시험편의 경화에 따른 cure shrinkage 변화를 DSC(differential scanning calorimetry)와 TMA(thermomechanical analyzer)를 이용하여 측정하였다. 수지의 수축률은 $140{\sim}240^{\circ}C$ 구간에서 $20^{\circ}C$ 간격으로 질소 분위기에서 측정하였다. 경화도는 dynamic과 isothermal DSC scanning을 통하여 측정된 반응열을 이용하여 산출하였으며, DSC 시험은 Argon 분위기에서 수행하였다. 시험결과, 열경화성 수지는 27~80% 경화도에서 급격한 수축이 일어났으며, 경화온도가 높을수록 더 낮은 경화도에서 수축이 시작되는 것을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제33권2호
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• pp.44-49
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• 2020

본 연구에서는 시차주사 열량계(differential scanning calorimetry, DSC)를 이용하여 진공백 성형 공정에 사용되는 탄소 섬유 프리프레그의 경화 거동을 연구하였다. 프리프레그를 이용한 동적주사 시험을 통해 전체 발열량(ΔH_total = 537.1 J/g)을 측정하였고, 130℃~180℃에서 등온주사 시험을 실시하였다. 등온주사 시험의 결과는 온도가 올라감에 따라 발열 반응이 증가되는 것을 확인하였다. 시험 결과를 토대로 수지의 경화 거동을 분석하기 위하여 Kratz 모델을 적용하였다. 서로 다른 경화 사이클로 제작된 평판의 경화도를 경화 예측 모델과 실험값을 비교하였다. 경화 예측 모델은 실험값 대비 3.4% 이하의 오차율을 보여 결과가 잘 부합하는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제20권1호
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• pp.19-24
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• 2010

The current study examined Ag migration from the Ag paste bump in the SABiT technology-applied PCB. A series of experiments were performed to measure the existence/non-existence of Ag in the insulating prepreg region. The average grain size of Ag paste was 30 nm according to X-ray diffraction (XRD) measurement. Conventional XRD showed limitations in finding a small amount of Ag in the prepreg region. The surface morphology and cross section view in the Cu line-Ag paste bump-Cu line structure were observed using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). The amount of Ag as a function of distance from the edge of Ag paste bump was obtained by FE-SEM with energy dispersive spectroscopy (EDS). We used an electron probe micro analyzer (EPMA) to improve the detecting resolution of Ag content and achieved the Ag distribution function as a function of the distance from the edge of the Ag paste bump. The same method with EPMA was applied for Cu filled via instead of Ag paste bump. We compared the distribution function of Ag and Cu, obtained from EPMA, and concluded that there was no considerable Ag migration effect for the SABiT technology-applied printed circuit board (PCB).

• 한국안전학회지
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• 제31권3호
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• pp.16-21
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• 2016

Carbon Fiber Reinforced Plastic(CFRP) composite with a higher specific strength and rigidity is more excellent than conventional metallic materials or other organic polymer of FRP. It has been widely used in vehicles, aerospaces and high technology industries which are associated with nuclear power fields. However, CFRP laminated composite has several disadvantages as like a delamination, matrix brittleness and anisotropic fibers that are the weak points of the crack initiation. In this present work, the reinforced silicon carbide(SiC) particles were added to the interlayer of CFRP laminates in order to mitigate the physical vulnerability affecting the cracking and breaking of the matrix in the CFRP laminated composite because of excellent specific strength and thermal shock resistance characteristics of SiC. The 1wt% of SiC particles were spread into the CFRP prepreg by using a spray coating method. After that, CFRP prepregs were laminated for the specimen. Also, the twill woven type CFRP prepreg was used because it has excellent workability. Thus the mechanical and fracture behaviors of the twill woven CFRP laminated composite reinforced with SiC particles were investigated with the acoustic emission(AE) method under a fracture test. The results show that the SiC particles enhance the mechanical and fracture characteristics of the twill CFRP laminate composite.

• 한국안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.12-17
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• 2013

Considering the wind power system and the rotor blades which are composed of much technology, the wind power blade would be the most dangerous part because it revolves at high speed and weighs about dozens of tons, if the accident happens. Therefore, the light weight composite materials have been replacing as substitutional materials. The object of this study is to examine the delamination and damage for CFRP/GFRP hybrid composite that is used for strength improvement of a wind power blade. The influence of the initial crack length and fiber orientation for the interlaminar delamination was exposed for the blade safety. Plain woven CFRP instead of GFRP was inserted into the layer of the box spar for improving the strength and blade life. DCB(Double Cantilever Beam) specimen was used for evaluating fracture toughness and damage evaluation of interlaminar delamination. The material used in the experiment is a commercial material known as CF 3327 EPC in plain woven carbon prepreg(Hankuk Carbon Co.) and UD glass fiber prepreg(Hyundai Fiber Co.). From the results, crack growth rate is not so different according to the variation of the initial crack length. Mode I interlamainar fracture toughness of fiber direction $0^{\circ}$ is higher than that of $45^{\circ}$. Interlaminar fracture has an effect on fiber direction and K decreased with lower value according to increasing initial crack length. Also energy release rate fracture toughness was evaluated because CFRP/GFRP hybrid composite with a different thickness is under the mixed mode loading condition. The interlaminar fracture was almost governed by mode I fracture even though the mixed mode.

• Composites Research
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• 제32권4호
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• pp.177-184
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• 2019

이미 제작된 복합재료 제품을 분석하여 층별로 어떤 기계적 물성을 가지는지 알아낼 수 있다면, 기존 제품에 비해 더 좋은 성능을 내는 복합재료 개발을 수행할 수 있게 된다. 본 연구에서는 프리프레그를 적층하여 제작된 복합재료 구조물에 대해 역설계 기법을 적용하여 내부 프리프레그 층의 물성을 계산하고자 하였다. 단순히 인장시험으로 얻어지는 물리량을 이용한 경우와 인장시험 및 모드 해석을 통해 얻어지는 물리량을 이용한 경우를 비교한 결과 후자의 정확도가 더 높음을 알 수 있었다. 최종적으로 예측된 $E_1$의 최대 오차는 0.09%였고 예측된 $E_2$의 최대 오차는 7%였다.

• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.341-345
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• 2020

열중량분석기를 적용하여 탄소섬유/에폭시 복합재의 구성재 함유량을 평가하기 위한 측정기법을 제시하였다. 시험에 사용된 시료는 탄소섬유/에폭시 토우 프리프레그로 제작된 스트랜드 시편에서 채취하였으며 시간에 따른 시료의 무게 변화를 실시간으로 측정하였다. 또한 전자현미경을 이용하여 수지 제거 여부와 탄소섬유의 열손상 상태를 관찰하였다. 연구결과에 따르면 열중량분석기를 적용하면 기존의 머플로를 적용한 경우에 비해 소량의 시료에 대해서도 시험이 가능하며, 설정 온도와 노출 시간을 제어함으로써 구성재의 함유량을 효율적이고 정량적으로 평가할 수 있음을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.412-418
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• 2022

메타크릴산과의 에스터화 반응을 통해 브롬화 에폭시 수지와 일반 에폭시 수지의 혼합물로부터 난연성 비닐에스터 핫멜트 필름을 제조하였고 이를 이용하여 탄소섬유와 비닐에스터 복합 프리프레그를 제조하였다. 저점도 비스페놀-A와 고점도 브롬화 비스페놀-A 에폭시 전구체를 혼합하여 필름 생산에 적합한 VE 수지의 점도를 최적화하였다. 경화된 VE 수지의 브롬 함량 증가는 비 브롬화 VE에 비해 제한 산소 지수(LOI)(39%), 25℃에서의 저장 탄성률(2.4 GPa) 및 잔류 탄화물(16.1%) 값을 더 증가시켰다. 합성한 VE 프리프레그의 수동 레이업과 후속 경화로 인장 및 굴곡 강도가 우수한 CF 강화 복합재를 성공적으로 제작하였다. 본 연구 결과는 스티렌이 없는 친환경적인 VE 복합 재료 공정의 향후 산업화에 대한 높은 가능성을 보여준다.

• Composites Research
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• 제35권4호
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• pp.288-297
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• 2022

본 연구는 Zirconia(zirconium oxide) 입자가 페놀수지 경화거동에 미치는 영향을 조사하였다. Zirconia 입자의 함량에 따른 페놀수지의 승온 및 등온 경화 거동을 분석하였다. Zirconia 함량을 달리한 페놀수지의 점도 및 열분해 특성을 조사하였다. DSC 분석으로부터 경화도와 경화율을 구하였다. 마지막으로 Zirconia 입자가 첨가된 페놀수지의 DSC 데이터로부터 경화 반응에 대한 활성화 에너지를 계산하였다. 그 결과 zirconia 함량이 높을수록 경화가 지연되고 경화에 필요한 활성화에너지가 더 커지는 경향이 나타났다. 또한 TGA를 이용한 열분해 분석 결과 Zirconia의 함량이 증가할수록 더 적은 중량감소가 관찰됐다. Carbon/Phenol 프리프레그의 표면 점착성은 Zirconia 함량에 따라 부분적으로 변화하였으나 유의한 영향은 없었다.