• 한국철도학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.1059-1066
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• 2009

근래에 와서 강화 플라스틱 복합재료의 생산과 함께 열경화성 수지 폐기물들의 양이 급격하게 증가하여 심각한 환경문제를 야기하고 있다. 우수한 기계적 물성을 지닌 유용한 열경화성 수지의 하나인 에폭시 수지는 열가소성 수지처럼 용융되거나 재 성형되지 않는다. 본 연구에서는 철도 차량용 탄소섬유 강화 에폭시 수지 복합재로부터 에폭시 수지를 분해하여 탄소섬유를 회수하는 일련의 실험을 수행하였다. 여러 분해공정들을 실험적으로 조사하여, 분해 효율과 회수되는 탄소섬유의 기계적 물성을 비교 검토하였다. 회수되는 탄소섬유가 서로 엉키는 것을 방지하기 위해서 각 복합재료 시편은 테플론 지지대로 고정시키고, 기계적인 교반을 가하지 않았다. 분해 생성물은 전자현미경(SEM), 기체 크로마토그라피 질량분석기(GC-MS) 및 만능재료시험기를 사용하여 분석하였다. 질산 수용액을 사용하는 분해 공정과 액상 및 기상 열분해 공정에서는 탄소섬유가 완전하게 회수되었다. 회수된 탄소섬유의 인장강도 감소율은 4% 미만으로 미미하였다.

• 한국안전학회지
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• 제13권4호
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• pp.41-48
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• 1998

In this paper, an investigation was performed on the dynamic interlaminar fracture toughness of CFRP(carbon fiber reinforcement plastics) composite laminates. Composite laminates used in this experimentation are CF/EPOXY and CF/PEEK laminated plates. In the experiments, Split Hopkinson's Bar(SHPE) test was applied to dynamic and notched flexure test. The mode Ⅱ fracture toughness of each unidirectional CFRP was estimated by the analyzed deflection of the specimen and J-integral with the measured impulsive load and reactions at the supported points. As an experimental result, the vibration amplitude of CF/PEEK laminates appear more than that of CF/EPOXY laminates for the J-integral and displacement velocity at a measuring point. Also, it is thought that the dynamic fracture toughness of two kind specimens(CFRP/EPOXY and CF/PEEK) with the in crease of displacement velocity becomes a little greater at a measuring point within the range of measurement.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1386-1388
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• 2003

In this study. the fatigue behavior of cracked aluminum repaired by unidirectional graphite/epoxy composites was experimentally investigated. The aluminum used was 7075-T6 and the patch used was four plied unidirectional ([0]$_4$) composites. The composite patch was adhesively bonded to the cracked aluminum using secondary bonding procedure. Two different specimens of cracked aluminum and cracked aluminum repaired with patch were used in the fatigue tests. Load ratio and the frequency applied in the fatigue tests were 0 and 10 Hz, respectively. The results showed that the fatigue behavior of cracked aluminum was improved by repairing the cracked area with composite patch. Specifically, the specimen repaired by composite patch showed 30% more improved fatigue behavior than regular specimen.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권12호
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• pp.1603-1610
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• 2006

In this paper compressive characteristics of composite egg-box panels were investigated and energy absorption was calculated from the nominal stress-strain relations obtained by the compressive tests. Several different stacking sequences and number of plies were introduced for investigation of static compression characteristics and the energy absorption rates of composite egg-box panels. The compressive stress-strain relation and energy absorption of various composite egg-box panels were compared with those of aluminium egg-box panels. From the test results it was found that the fracture behavior of composite egg-box panel was affected by stacking angle causing different local deformation, during lay-up and draping processes and types of prepreg; that is, plain weave carbon/epoxy and 4-harness satin glass/epoxy. The energy absorption capacity of composite egg-box panels were proved to be higher than that of aluminium egg-box panels with low mass.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.168-175
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• 2015

탄소섬유 강화 복합재료는 높은 비강도 및 비강성을 가지기 때문에 자동차 산업, 선박, 우주 항공 산업과 같은 다양한 산업 분야에 적용되어 왔으며, 수요가 점차 증가하고 있다. 탄소섬유 강화 복합재료에는 기지재로 주로 에폭시(Epoxy)와 같이 점도가 낮고 젖음 특성이 우수하며 강도가 양호한 열경화성(Thermosetting) 수지가 사용된다. 열경화성 수지는 우수한 물리적 특성을 나타내지만 재사용이 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 재사용이 가능한 탄소섬유 강화 열가소성 수지(Thermoplastic) 복합재료 개발 및 탄소섬유 재사용에 관한 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 열분해 방법을 사용하여 탄소섬유/에폭시 복합재료로부터 탄소섬유와 수지를 분리하여 탄소섬유를 재활용하였다. 에폭시의 분해도(Degree of decomposition)는 열중량분석기(TGA)와 시차 주사현미경(SEM)을 통해 확인하였다. 수지로부터 분리해낸 탄소섬유는 절단(Cutting)과 그라인딩(Grinding) 방법을 거쳐 탄소섬유 복합재료 시트(Sheet)를 제조하였다. 재활용 탄소 섬유로 제조된 탄소섬유 시트는 각각 다른 냉각조건에서 결정화 엔탈피(Crystallization enthalpy)와 기계적 특성, 표면과 단면의 형태를 분석하였다.

• Advances in nano research
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• 제14권5호
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• pp.443-450
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• 2023

Carbon nanotubes (CNTs) have received increased interest in reinforcing research for polymer matrix composites due to their exceptional mechanical characteristics. Its high surface area/volume ratio and aspect ratio enable polymer-based composites to make the most of its features. This study focuses on the experimental tensile testing and fabrication of carbon nanotube reinforced composite (CNTRC) beams, exploring various micromechanical models. By examining the performance of these models alongside experimental results, the research aims to better understand and optimize the mechanical properties of CNTRC materials. Tensile properties of neat epoxy and 0.3%; 0.4% and 0.5% by CNT reinforced laminated single layer (0°/90°) carbon fiber composite beams were investigated. The composite plates were produced in accordance with ASTM D7264 standard. The tensile test was performed in order to see the mechanical properties of the composite beams. The results showed that the optimum amount of CNT was 0.3% based on the tensile capacity. The capacity was significantly reduced when 0.4% CNT was utilized. Moreover, the experimental results are compared with Finite Element Models using ABAQUS. Hashin Failure Criteria was utilized to predict the tensile capacity. Good conformance was observed between experimental and numerical models. More importantly is that Young' Moduli of the specimens is compared with the prediction Halpin-Tsai and Mixture-Rule. Although Halpin-Tsai can accurately predict the Young's Moduli of the specimens, the accuracy of Mixture-Rule was significantly low.

• 폴리머
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• 제24권1호
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• pp.105-112
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• 2000

본 연구에서는 항공기 구조용 재료로 쓰이는 탄소섬유/에폭시 복합재료 프리프레그(DMS 2224)를 모델시스템으로 하여 등온환경과 등속도 가열환경에서 경화반응 속도를 연구하였다. 이 복합재료의 공정온도에서의 가공공정을 묘사할 수 있는 현상학적인 반응속도 모델을 differential scanning calorimetry (DSC)와 이론을 통하여 제안하였다. 등온환경에서의 실험으로부터 반응특성곡선을 관찰한 결과 경화반응이 1차 반응함수임을 확인하였고, 활성화 에너지는 78.43 kJ/mo1을 얻었다. 이 프리프레그는 경화온도에 따라 한계경화도를 보여주어 유리화가 존재함을 확인하였고 이를 1차 반응속도 모델에 적용시킨 결과, 유리화 이후의 확산우세현상을 포함한 반응속도 모델을 제안하였다. 제안된 모델식을 이용하여 등온/등속도 가열환경을 포함한 실제 경화공정을 성공적으로 표현할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제32권1호
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• pp.6-12
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• 2019

본 논문에서는 Cross-ply 탄소섬유/에폭시 복합재 적층판의 모드 I 층간분리 특성을 분석하였다. 이를 위하여 Cross-ply 시편에 대한 Double-Cantilever Beam(DCB) 시험을 수행하였다. Cross-ply DCB 시편의 경우 층간 및 층내 파괴를 포함한 복합적인 균열 성장과 기하학적 대변형에 의한 비선형성을 수반하였다. 따라서 변형률 에너지 해방률과 유한요소해석을 기반으로 비선형성을 수반한 DCB 시험에서도 적용되는 모드 I 층간 파괴인성 평가방법을 제안하고 기존의 선형이론으로 구한 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제안한 방법으로 Cross-ply DCB 시편의 모드 I 층간 파괴인성과 모드 I 층내 파괴인성을 분류하였고 모드 I 층내 파괴인성이 더욱 낮음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.32-40
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• 2017

탄소섬유/에폭시 복합재의 기공함유율을 정량적으로 평가하기 위한 절차를 제시하였다. 고려한 복합재는 두 종류이며 오토클레이브 공법과 필라멘트와인딩 공법에 의해 제작하였다. 탄소섬유/에폭시 복합재의 기공함유율은 공기 중에서와 물 속에서의 무게에서 구한 복합재의 밀도와 구성재의 밀도, 그리고 산처리법과 고온연소법을 적용하여 구한 무게함유율과 부피함유율을 이용하여 평가하였다. 또한 FE-SEM을 통해 탄소섬유 표면을 관찰하여 복합재 내의 수지 제거 여부도 조사하였다. 연구결과에 따르면 복합재 내의 수지는 산처리법이나 고온연소법을 적용하면 충분히 제거할 수 있으며 구성재의 무게함유율과 부피함유율 그리고 복합재의 기공함유율은 본 연구에서 제시된 절차를 적용하면 정량적으로 평가할 수 있다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제8권1호
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• pp.27-39
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• 2009

Non metallic composite materials, for example, GECM(graphite epoxy composite material) show high specific strength because of low density. These kinds of non metallic composite materials improved the structural effectiveness and operation economics. However, if these materials contacted several metals, corrosion can be arisen since non metallic composite materials have electrical conductivity. This paper dealt with galvanic corrosion between graphite epoxy composite material and several metals. Base on the electrochemical galvanic corrosion test between GECM and metals, corrosion current of carbon steel and aluminium increased with time but corrosion current of stainless steels and titanium decreased and galvanic potential increased. This behavior shows the galvanic corrosion depends upon the presence of passive film. Also, galvanic effect of GECM coupled with ferrous alloys and non-ferrous alloys was lower than that of 100% graphite, which is attributed to lower exposed area of graphite fiber in the GECM than apparent area of the GECM specimen used for the calculation of galvanic current in this work.