• Composites Research
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• 제25권6호
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• pp.178-185
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• 2012

본 연구에서는 기능성 나노복합재를 제작하는 방법이 제시되었다. 미소 입자들을 포함하고 있는 점성을 가진 유체에 전기장을 가하여 유체속에 포함된 입자들을 전기장의 방향에 따라 규칙적으로 배열을 하였다. FAiMTa 기술이라고 불리는 이 방법은 마이크로 혹은 나노 사이즈의 입자들을 체인의 형태로 배열하여 직교이방성 폴리머 나노복합재의 제작을 가능하게 하였다. 알루미나($Al_2O_3$), 탄소나노튜브(CNT), 탄소(Graphite), 텅스텐(W) 등의 마이크로 혹은 나노 사이즈 입자 분말을 사용하여 FAiMTa기술의 유효성을 확인하는 시험을 수행하였다. 이러한 입자들을 전기장을 사용하여 일정한 방향으로 배열하여 직교이방성 폴리머 복합재를 만들었고, 시험시편의 물리적 특성 즉 기계적 열적 특성을 측정하여 방향성을 확인하였다. 이렇게 제작된 첨단 나노복합재는 각종 산업분야에서 큰 효과가 기대된다.

• Composites Research
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• 제26권6호
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• pp.355-362
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• 2013

복합재료 중 가장 많이 사용되는 탄소계 나노복합재의 성능 향상에 대한 연구가 수행되었다. 나노 사이즈의 탄소나노튜브(CNT)와 마이크로 사이즈의 그레파이트(Graphite) 입자를 일정한 형태로 배열하여 나노복합재를 제작하였다. 입자를 배열하기 위하여 전기장을 활용하였다. 일정한 방향 혹은 형태로 배열된 입자는 에폭시 기지 속에서 섬유강화 복합재 처럼 일정한 방향으로 강성의 향상을 나타낸다. 복합재의 구조적 강성이나 물리적 특성은 강화 입자의 배열상태에 따라 매우 달라지게 된다. 본 연구에서는 특히 탄소나노튜브와 그레파이트 강화입자의 전기장 배열에 의해서 만들어진 나노복합재의 강성 및 방사능 차폐특성을 규명하였다. 전기장에 의한 입자의 배열로 만들어진 탄소계 복합재는 구조적 성능뿐만 아니라 물리적인 방사능 차폐에서도 훌륭한 특성을 나타내었다.

• Advances in nano research
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• 제15권4호
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• pp.305-313
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• 2023

This study is aimed to investigate the electrically conductive properties of epoxy nanocomposites exposed to an acidic environment under various mechanical loads. For simultaneous assessment of the acidic environment and mechanical load on the electrical conductivity of the samples, the samples with and without carbon nanotubes were exposed to the acidic environment under three different loading conditions for 20 days. Then, the aged samples' strength and flexural stiffness degradation under crude oil and bending stress were measured using a three-point flexural test. The aged samples in the acidic environment and under 80 percent of their intact ultimate strength revealed a 9% and 26% reduction of their electrical conductivity for samples with and without CNTs, respectively. The presence of nanoparticles declined flexural stiffness by about 16.39%. Scanning electron microscopy (SEM) images of the specimen were used to evaluate the dispersion quality of CNTs. The results of this study can be exploited in constructing conductive composite electrodes to be used in petroleum environments such as crude oil electrostatic tanks.

• Advances in nano research
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• 제14권3호
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• pp.261-271
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• 2023

The present study follows three main goals. First, an analytical solution with high accuracy is developed to assess the effects of embedding pre-strained shape memory alloy (SMA) wires on the critical buckling temperatures of rectangular sandwich plates made of soft core and graphite fiber/epoxy (GF/EP) face sheets based on piecewise low-order shear deformation theory (PLSDT) using Brinson's model. As the second goal, this study compares the effects of SMAs on the thermal buckling of sandwich plates with those of carbon nanotubes (CNTs). The glass transition temperature is considered as a limiting factor. For each material, the effective ranges of operating temperature and thickness ratio are determined for real situations. The results indicate that depending on the geometric parameters and thermal conditions, one of the SMAs and CNTs may outperform the other. The third purpose is to study the thermal buckling of sandwich plates with advanced hybrid SMA/CNT/GF/EP composite face sheets. It is shown that in some circumstances, the co-incorporation of SMAs and CNTs leads to an astonishing enhancement in the critical buckling temperatures of sandwich plates.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권2호
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• pp.175-191
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• 2020

In this study, the effect of Nano silica (SiO2) on the buckling strength of the glass fiber reinforced laminates containing the machining process causes holes were investigated. The tests have been applied on two status milled and non-milled. To promote the mechanical behavior of the fiber-reinforced glass epoxy-based composites, Nano sio2 was added to the matrix to improve and gradation. Nano sio2 is chosen because of flexibility and high mechanical features; the effect of Nanoparticles on surface serenity has been studied. Thus the effect of Nanoparticles on crack growth and machining process and delamination caused by machining has been studied. We can also imply that many machining factors are essential: feed rate, thrust force, and spindle speed. Also, feed rate and spindle speed were studied in constant values, that the thrust forces were studied as the main factor caused residual stress. Moreover, entrance forces were measured by local calibrated load cells on machining devices. The results showed that the buckling load of milled laminates had been increased by about 50% with adding 2 wt% of silica in comparison with the neat damaged laminates while adding more contents caused adverse effects. Also, with a comparison of two milling tools, the cylindrical radius-end tool had less destructive effects on specimens.

• Composites Research
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• 제23권1호
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• pp.31-36
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• 2010

본 연구는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 복합재료로 제작된 항공기 등 구조물의 낙뢰에 의한 손상을 방지하기 위하여 전도성 은나노입자를 탄소섬유에 코팅한 후 에폭시 수지로 함침함으로써 CFRP의 전기전도도를 향상시키는 방법에 대한 것이다. 전기전도도 측정은 4점측정법을 통해 저항값을 측정하고 이를 전기전도도 값으로 변환하였으며, 나노입자 코팅 상태와 전기전도도의 변화를 관찰하였다. 또한 SEM과 EDS를 통해 탄소섬유 표면에 코팅된 은나노입자의 존재와 전기적 네트워크가 형성된 것을 확인하였다. 결과로써 일반 CFRP의 약 3배 이상의 전기전도도를 얻을 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.86-91
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• 2021

In order to save the energy in vehicles using renewable energy, it is necessary to reduce the weight of parts with polymer matrix composites. Carbon nanotube (CNT) is the nano-scale reinforcement used to increase the interlaminar strength of fiber reinforced composites or enhance the fracture toughness of polymer. However, since the degree of improvement in mechanical properties varies according to the various experimental conditions such as shape of reinforcement, types of matrix and dispersion of reinforcement, research to find the optimal conditions is essentially needed. In this study, CNT/epoxy composites with different CNT concentration were fabricated under the same conditions, and the optimal CNT content (2 wt%) was found through Mode 1 fracture toughness test. Furthermore, through optical microscopy, it was confirmed that the fracture toughness was rather decreased due to the CNT aggregation when the CNT content exceeded 2 wt%.

• 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.

• Composites Research
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• 제34권4호
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• pp.264-268
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• 2021

이 연구에서 우리는 3차원 계층적 나노구조화된 유/무기 복합 표면을 가진 소수성 코팅/필름을 제조하는 방법을 제안한다. 먼저 근접장 나노패터닝(PnP)이라 불리는 첨단 포토리소그래피 기술을 통해 에폭시 기반의 대면적 3차원 정렬 나노다공성 템플릿을 준비하였다. 이후, 딥 코팅을 통해 평균 직경이 22 nm인 실리카 나노입자를 템플릿에 조밀하게 함침시켜 계층적 구조화된 표면을 구현하였다. 표면에 공존하는 마이크로 및 나노 스케일 거칠기로 인해, 제조된 복합 필름은 대조군에 비해 물에 대한 높은 접촉각(>137도)을 나타내었다. 따라서 본 연구를 통해 개발된 소재 및 공정은 전통적인 코팅/필름 분야에서 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 접착 및 계면
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• 제9권1호
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• pp.3-8
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• 2008

두 형상비가 다른 탄소나노섬유(CNF) 에폭시 복합재료의 자체 감지능과 계면특성을 전기-미세역학적 시험법을 이용하여 조사하였다. CNF/에폭시 복합재료의 부피 저항은 CNF 부피분율이 증가될수록 전기적 접촉의 증가로 인해 감소하였다. CNF/에폭시 복합재료의 분산도는 부피저항의 변동계수(COV) 값을 계산하여 간접적으로 평가하였다. 형상비가 큰 A타입에서는 B타입에 비해 좋은 자체 감지능을 확인하였으며, 형상비가 작은 B타입에서는 부피분율 2% 이상에서는 자체 감지능을 거의 보여주지 못하였다. 이것은 두 타입의 분산정도와 형상비의 차이에 의한 결과를 나타내었다. 형상비가 작은 B타입의 겉보기 강성도는 배양을 하면서 큰 표면적을 가지기 때문에 A타입보다 크게 나타났다. 열역학적 접착일은 겉보기 강성도와 상호 일치하는 결과를 보여주었다.