• 제목/요약/키워드: fracture toughness $K_{IC}$

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촉매형 개시제로 경화된 이관능성 에폭시 수지의 열적 특성 및 파괴인성 (Thermal Properties and fracture Toughness of Difunctional Epoxy Resins Cured by Catalytic Initiators)

  • 박수진;허건영;이재락
    • 폴리머
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    • 제26권3호
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    • pp.344-352
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    • 2002
  • 본 연구에서는 두 가지 열잠재성 양이온 촉매인 triphenyl benzyl phosphoinium hexa-fluoroantimonate (TBPH)와 benzyl 2-methylpyrazinium hexafluoroantimonate (BMPH)를 새로이 합성하였다. 그리핀 TBPH 혹은 BMPH 1 phr에 의해 개시되어진 이관능성 에폭시 수지(diglycidylether of bisphenol A, DGEBA)의 열 및 기계적 특성들을 연구하였다. 그 실험적인 결과들로서, 에폭시/TBPH 시스템은 에폭시/BMPH 시스템 보다 더 높은 경화 온도와 임계응력 세기인자 ($K_{IC}$) 값을 보였다. 이것은 TBPH에서 4개의 페닐기의 느린 열확산 속도와 벌크 구조 때문으로 사료된다. 그러나, Coats-Redfern 방법에 의하여 결정된 분해 활성화 에너지는 TBPH의 경우가 더 낮게 나타났다. 이러한 결과는 TBPH의 입체장애에 의해서 끊어진 짧은 사슬 구조가 발달되었기 때문인 것으로 사료된다.

Influence of Surface Treatment of Multi-walled Carbon Nanotubes on Interfacial Interaction of Nanocomposites

  • Kim, Ki-Seok;Park, Soo-Jin
    • Carbon letters
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    • 제11권2호
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    • pp.102-106
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    • 2010
  • In this work, the effect of aminized multi-walled carbon nanotubes (NH-MWNTs) on the mechanical interfacial properties of epoxy nanocomposites was investigated by means of fracture toughness, critical stress intensity factor ($K_{IC}$), and impact strength testing, and their morphology was examined by scanning electron microscope (SEM). It was found that the incorporation of amine groups onto MWNTs was confirmed by the FT-IR and Raman spectra. The mechanical interfacial properties of the epoxy nanocomposites were remarkably improved with increasing the NH-MWNT content. It was probably attributed to the strong physical interaction between amine groups of NH-MWNTs and epoxide groups of epoxy resins. The SEM micrographs showed that NH-MWNTs were uniformly embed and bonded with epoxy resins, resulted in the prevention of the deformation and crack propagation in the NH-MWNTs/epoxy nanocomposites.

반응소결에 의한 지르코니아-스피넬 복합체의 제조 및 성질 (The Fabrication and Their Properties of Zirconia-spinel COmposites by Reaction Sintering)

  • 황규홍;김상모
    • 한국세라믹학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.779-784
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    • 1996
  • The spinel/cubic stabilized zirconia composites were fabricated via, The reaction sintering of monoclinic zirco-nia(baddeleyite) added with MgAl powder. During heating Mg and Al were oxidizedfirst and subsequently the oxides formed spinel (MgAl2O4) and finally remained MgO stabilized the zirconia, Because the oxides formed during the oxidation process would have very fine grain size (order of submicron) mainly due to the effects of attrition milling the reaction sintering was more effective in densification and improvement of strength and fracture toughness than conventional sintering with direct addition of MgO. The sintering behavior phase transformation during firing and mechanical properties of sintered body were investigated with emphasis on the relations between spinel formation due to MgAl addition and sintering and mechanical properties.

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오스템퍼링 처리한 회주철의 파괴특성에 미치는 오스템퍼링 온도의 영향에 관한 연구 (Effect of Austempering Temperatures on the Fractures Characteristic of Grey Cast Iron)

  • 김창규;이성열;최창옥
    • 한국주조공학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.442-449
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    • 1992
  • Grey cast iron containing a small amount of Cu and Mo to improve the effect of heat treatment and microstructure were cast and them austenitized. After austenitizing the specimens of castings were austempered at 250$^{\circ}C$, 300$^{\circ}C$ and 350$^{\circ}C$. The effects of matrix structures on mechanical properties and fracture characteristics at the different austempering temperature were investigated. Tensile strength, hardness and impact toughness of austempered grey cast iron showed maximum valve 359 MPa, 321 HB, 3.9 CVN respectively at the lowest austempering temperature, 250$^{\circ}C$. $K_{IC}$ of gref cast iron at a austempering temperature, 250$^{\circ}C$, showed maximum 44 MPa.$m^{1/2}$ even though the amount of retained austenite in it is only 16%. This mainly comes from the refinement of the retained austenite. Quasi-cleavage pattern with a little fit of fibrous pattern was shown on the fractured surface of austempered grey cast iron at all of the temperatures tested.

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접합 공정 조건이 Al-Al 접합의 계면접착에너지에 미치는 영향 (Effect of Bonding Process Conditions on the Interfacial Adhesion Energy of Al-Al Direct Bonds)

  • 김재원;정명혁;장은정;박성철;;;;김성동;박영배
    • 한국재료학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.319-325
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    • 2010
  • 3-D IC integration enables the smallest form factor and highest performance due to the shortest and most plentiful interconnects between chips. Direct metal bonding has several advantages over the solder-based bonding, including lower electrical resistivity, better electromigration resistance and more reduced interconnect RC delay, while high process temperature is one of the major bottlenecks of metal direct bonding because it can negatively influence device reliability and manufacturing yield. We performed quantitative analyses of the interfacial properties of Al-Al bonds with varying process parameters, bonding temperature, bonding time, and bonding environment. A 4-point bending method was used to measure the interfacial adhesion energy. The quantitative interfacial adhesion energy measured by a 4-point bending test shows 1.33, 2.25, and $6.44\;J/m^2$ for 400, 450, and $500^{\circ}C$, respectively, in a $N_2$ atmosphere. Increasing the bonding time from 1 to 4 hrs enhanced the interfacial fracture toughness while the effects of forming gas were negligible, which were correlated to the bonding interface analysis results. XPS depth analysis results on the delaminated interfaces showed that the relative area fraction of aluminum oxide to the pure aluminum phase near the bonding surfaces match well the variations of interfacial adhesion energies with bonding process conditions.

응집영역모델을 이용한 섬유금속적층판 접착층의 모드 I, II 파괴 거동 물성평가 (Evaluation of Fracture Behavior of Adhesive Layer in Fiber Metal Laminates using Cohesive Zone Models)

  • 이병언;박으뜸;고대철;강범수;송우진
    • Composites Research
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    • 제29권2호
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    • pp.45-52
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    • 2016
  • 섬유금속적층판과 같은 하이브리드 소재는 여러 방향의 하중에 의한 접착층의 파괴로 인해 층간분리가 발생할 수 있다. 모든 하중은 수직 방향의 응력과 면내 두 방향의 전단 응력으로 분해할 수 있으며, 이러한 하중은 접착층의 모드 I, II, III 파괴를 일으킨다. 따라서 하중에 의한 층간분리 현상을 예측하기 위해, 접착층의 모드별 임계 에너지 해방률을 도출하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 접착층의 모드 I 임계 에너지 해방률을 측정하기 위해 double cantilever beam 시험을 수행하였으며, 모드 II 임계 에너지 해방률을 측정하기 위해 end-notched flexure 시험을 수행하였다. 또한, 실험으로부터 도출한 임계 에너지 해방률을 ABAQUS의 응집영역모델에 적용하여 유한요소해석을 수행하였으며, 실제 실험 결과와의 비교를 통해 층간분리 현상에 대한 수치해석 기법 적용의 유효성을 입증하였다.

4관능성 에폭시/생분해성 MAP 블렌드의 경화 거동 및 유변학적 특성에 관한 연구 (Studies on Cure Behavior and Rheological Properties of Tetrafunctional Epoxy/Biodegradable MAP Blends)

  • 박수진;김승학;이재락;김봉섭;홍성원
    • 폴리머
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    • 제26권6호
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    • pp.767-777
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    • 2002
  • 본 실험에서는 4관능성 에폭시 수지 (4EP)와 생분해성 modified aliphatic polyester (MAP) 블렌드의 경화 거동, 열안전성, 유변학적 특성, 그리고 기계적 특성을 살펴보았다. DSC 측정 결과, 경화 활성화 에너지 ( $E_{a}$ )는 4EP에 대한 MAP의 비율이 10 wt%로 증가함에 따라 증가하였다. 이는 4EP와 MAP 사이의 분자상호작용이 증가하였기 때문으로 사료된다. 열안정성과 관련있는 분해 활성화 에너지 ( $E_{t}$ )는 Coats-Redfern 방법을 이용하여 구하였으며 MAP의 함량비가 10에서 30 wt% 내에서 증가하였다. 이는 블렌드 시스템에서의 가교 밀도의 증가 때문으로 사료된다. 유변학적 특성은 레오미터를 이용하여 등온 조건하에서 검토하였고, 겔화 시간과 경화 온도를 이용한 Arrhenius 방정식을 적용하여 가교 활성화 에너지 ( $E_{c}$ )를 검토한 결과, $E_{a}$ 와 유사한 경향을 나타내었다. 기계적 계면특성인 파괴인성 ( $K_{IC}$ )은 시편의 semi-IPN구조 거동으로 고찰하였다.

DGEBA/PMR-15 블렌드계의 표면특성 변화가 기계적 계면특성에 미지는 영향 (A Study on Surface Properties of Mechanical Interfacial Behavior of DGEBA/PMR-15 Blends)

  • 박수진;이화영;한미정;홍성권
    • 접착 및 계면
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    • 제4권1호
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    • pp.1-8
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    • 2003
  • 본 연구에서는 이관능성 에폭시와 PMR-15 블렌드계의 접촉각 측정과 파괴인성 측정을 통하여 PMR-15 조성비에 따른 표면자유에너지가 기계적 계면특성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 블렌드계의 FT-IR 분석 결과, PMR-15의 이미드화에 따른 특성 밴드가 1,722, $1,778cm^{-1}$ (C=O)와 $1,372cm^{-1}$ (C-N)에서 나타났고, 에폭시의 개환 반응에 따른 -OH peak는 PMR-15 phr의 함량에서 가장 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 증류수와 diiodomethane을 젖음액으로 사용하여 sessile drop 방법으로 접촉각을 측정한 결과, 표면자유에너지는 극성 요소의 증가에 의해서 PMR-15의 함량이 10 phr일 때 최고값을 나타내었다. 또한, 기계적 계면특성을 파괴인성 측정을 통하여 알아본 결과 $K_{IC}$$G_{IC}$ 또한 표면자유에너지와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있었는데, 이는 PMR-15 10 phr의 조성에서 수소결합의 증가에 의한 블렌드계의 극성요소가 증가함에 따라 분자들간의 계면결합력이 증가했기 때문인 것으로 관찰된다.

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가시광선중합화에 따른 충전용 Glass Ionomer Cement의 물리적 성질에 관한 연구 (A STUDY ON THE PHYSICAL PROPERTIES OF GLASS IONOMER CEMENT FOR RESTORATIVE FILLING USING VISIBLE LIGHT POLYMERIZATION)

  • 신동훈;권혁춘
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제17권2호
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    • pp.307-330
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    • 1992
  • The aim of this study was to investigate the physical properties of visible light curing Glass Ionomer cement for restorative esthetic filling. The control group was the autopolymerizing GC Fuji II Glass Ionomer cement (2.2: 1 P/L ratio) and the experimental groups were made by following procedure. To induce the polymerization by visible light, the powder of GC Fuji II GI cement and the liquid of Vitrabond for base & liner were mixed in an amalgam capsule with 2.5:1, 3.0:1, 3.5:1 P/L ratio (% wt/wt). After fabrication of specimens, compressive strength, fracture toughness ($K_{IC}$) Scanning Electron Microscope and X-ray Diffraction, water-leachable content, marginal leakage and surface roughness were studied. The results were as follows: 1. Only experimental No. 1 group (visible light curing) showed less compressive strength than control group 1 hour after curing. Strength was increased with aging in all groups, so the compressive strength of light curing groups was no less than that of autopolymerizing group after 3 weeks. 2. Experimental No.3 group (visible light curing) was inferior to No.2 group (visible light curing) in fracture resistance but light curing groups were more resistant to fracture than autopolymerizing group and showed ductile fracture pattern as compared with the brittle fracture pattern of autopolymerizing group. 3. From scanning electron microscopic image, various sized unreacted powder particles, surrounded by silica gel, were embedded in polysalt matrix. Light curing groups showed little crack and more dense unreacted particles than autopolymerizing group. 4. From X-ray diffraction analysis, GC Fuji II Glass Ionomer cement powder and all groups showed glassy appearance but light curing groups seemed to be more intensive in crystaline than autopolymerizing group. S. The most significant dissolution was shown in early setting period in all group. Light curing groups were dissolved less than autopolymerizing group. 6. Marginal leakage was not different significantly in case of cavity margin composed of same tooth structure (ex. only enamel margin, only dentin margin) but much more leakage was shown in dentin/cementum margin than enamel margin. In only case of only enamel margin, light curing groups were superior to autopolymerizing group. 7. All groups showed relatively smooth surface, which irregularity was less than $1{\mu}m$. Light curing groups were smoother than autopolymerizing group.

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졸-겔법에 의한 알루미나 강화 지르코니아 소결체의 제조 및 특성 (Preparation of Sintered ATZ by Sol-Gel Process and Properties)

  • 임경란;박선진;홍국선;전형우
    • 분석과학
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    • 제6권2호
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    • pp.225-229
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    • 1993
  • 알루미나 강화 지르코니아(10-30ATZ) 제조에 있어 지르코니아(TZ-2Y or TZ-0Y)와 알루미나(AKP-30) 분말 slurry에 2wt% 알루미나에 해당하는 알루미나졸을 첨가한 후 겔화시킴으로써 분말이 고르게 분산되어 있고, 동시에 알루미나겔이 분말의 표면을 코팅함으로써 응집이 일어나는 것을 막았다. 이렇게 제조된 ATZ는 $1450{\sim}1550^{\circ}C$ 이상에서 2시간 소결로 알루미나 grain이 $0.5{\mu}m$ 이하로 잘 분포되어 있는 좋은 미세구조와 이론 밀도의 99% 이상의 소결밀도를 보여 주었다. 또한 20ATZ 부근에서의 $K_{IC}$값은 ${\sim}8MPa{\cdot}m^{1/2}$으로 볼-밀링으로 얻는 $6MPa{\cdot}m^{1/2}$보다 높은 값을 보여주고 있다.

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