• 제목/요약/키워드: interfacial toughness

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탄소나노튜브로 강화시킨 Poly(ethylene terephthalate) 나노복합재료 (Carbon Nanotubes Reinforced Poly(ethylene terephthalate) Nanocomposites)

  • 최수희;정영진
    • 폴리머
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    • 제38권2호
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    • pp.240-249
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    • 2014
  • 다중벽 탄소나노튜브(MWNT)로 보강된 폴리에스터(PET) 복합재료에 관한 연구를 수행하였다. PET와 MWNT간의 계면결합력을 향상시키기 위하여, MWNT 표면에 bishydroxyethylene-terephthalate(BHET)를 도입하였다. 이렇게 기능화된 MWNT를 0.5~2.0 wt% 범위에서 이축압출기를 이용하여 PET와 용융 혼합하였다. MWNT/PET 복합재료를 필라멘트로 방사하고, 이를 연신 및 열처리하여 특성 분석을 하였다. 이로부터 복합섬유의 결정화 온도와 열분해 온도가 MWNT로 인하여 증가함을 알 수 있었으며, 항복응력과 인성은 MWNT의 1 wt%의 첨가만으로도 30%이상 증가함을 알 수 있었다. 따라서 MWNT를 BHET로 기능화하는 방법은 폴리에스터에 탄소나노튜브를 효과적으로 분산시키고 계면결합력을 증가시키는데 매우 효과적임을 알 수 있었다.

Tensile strength of bilayered ceramics and corresponding glass veneers

  • Anunmana, Chuchai;Champirat, Tharee;Jirajariyavej, Bundhit
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제6권3호
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    • pp.151-156
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    • 2014
  • PURPOSE. To investigate the microtensile bond strength between two all-ceramic systems; lithium disilicate glass ceramic and zirconia core ceramics bonded with their corresponding glass veneers. MATERIALS AND METHODS. Blocks of core ceramics (IPS e.max$^{(R)}$ Press and Lava$^{TM}$ Frame) were fabricated and veneered with their corresponding glass veneers. The bilayered blocks were cut into microbars; 8 mm in length and $1mm^2$ in cross-sectional area (n = 30/group). Additionally, monolithic microbars of these two veneers (IPS e.max$^{(R)}$ Ceram and LavaTM Ceram; n = 30/group) were also prepared. The obtained microbars were tested in tension until fracture, and the fracture surfaces of the microbars were examined with fluorescent black light and scanning electron microscope (SEM) to identify the mode of failure. One-way ANOVA and the Dunnett's T3 test were performed to determine significant differences of the mean microtensile bond strength at a significance level of 0.05. RESULTS. The mean microtensile bond strength of IPS e.max$^{(R)}$ Press/IPS e.max$^{(R)}$ Ceram ($43.40{\pm}5.51$ MPa) was significantly greater than that of Lava$^{TM}$ Frame/Lava$^{TM}$ Ceram ($31.71{\pm}7.03$ MPa)(P<.001). Fluorescent black light and SEM analysis showed that most of the tested microbars failed cohesively in the veneer layer. Furthermore, the bond strength of Lava$^{TM}$ Frame/Lava$^{TM}$ Ceram was comparable to the tensile strength of monolithic glass veneer of Lava$^{TM}$ Ceram, while the bond strength of bilayered IPS e.max$^{(R)}$ Press/IPS e.max$^{(R)}$ Ceram was significantly greater than tensile strength of monolithic IPS e.max$^{(R)}$ Ceram. CONCLUSION. Because fracture site occurred mostly in the glass veneer and most failures were away from the interfacial zone, microtensile bond test may not be a suitable test for bonding integrity. Fracture mechanics approach such as fracture toughness of the interface may be more appropriate to represent the bonding quality between two materials.

방전플라즈마 소결 공정 적용 전이금속 카바이드 서멧의 소결 및 기계적 특성 (Sintering Behavior and Mechanical Property of Transition Metal Carbide-Based Cermets by Spark Plasma Sintering)

  • 이정한;박현국;홍성길
    • 한국재료학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.44-50
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    • 2022
  • Transition metal carbides (TMCs) are used to process difficult-to-cut materials due to the trend of requiring superior wear and corrosion properties compared to those of cemented carbides used in the cutting industry. In this study, TMC (TiC, TaC, Mo2C, and NbC)-based cermets were consolidated by spark plasma sintering at 1,300 ℃ (60 ℃min) with a pressure of 60 MPa with Co addition. The sintering behavior of TMCs depended exponentially on the function of the sintering exponent. The Mo2C-6Co cermet was fully densified, with a relative density of 100.0 %. The Co-binder penetrated the hard phase (carbides) by dissolving and re-precipitating, which completely densified the material. The mechanical properties of the TMCs were determined according to their grain size and elastic modulus: TiC-6Co showed the highest hardness of 1,872.9 MPa, while NbC-6Co showed the highest fracture toughness of 10.6 MPa*m1/2. The strengthened grain boundaries due to high interfacial energy could cause a high elastic modules; therefore, TiC-6Co showed a value of 452 ± 12 GPa.

혼합 폐포장 필름의 상용성 증진과 강인화 (Enhancement of Compatibility and Toughening of Commingled Packaging Film Wastes)

  • 전병환;윤호규;황승상;김정안;홍순만
    • 폴리머
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    • 제29권2호
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    • pp.127-134
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    • 2005
  • 포장용 필름 등으로 사용되는 폴리프로필렌(PP)계 필름[PP/polyethylene(PE)/aluminum(Al)poly(ethylene terephthalate)(PET)]과 나일론(Nylon)계 필름[Nylon/PE/linear-low density polyethylene(LLDPE)] 등 혼합 폐포장 필름의 상용성 증진과 강인화를 위해 시판되는 여러 가지 상용화제 중 ethylene vinylacetate(EVA), styrene-ethylene/butylene-styrene triblock copolymer(SEBS), styrene-ethylene/butylene-styrene-graft-maleic anhydride copolymer(SEBS-g-MA), polyethylene-graft-maleic anhydride (PE-g-MA), polypropylene-graft-maleic anhydride(PP-g-MA), polyethylene-graft-acrylic acid(PE-g-AA), polypropylene-araft-acrylic acid(PP-g-AA) 등을 사용하여 반응 압출 공정에 의한 기계적 물성, 유성학적 성질과 형태학적 변화를 살펴보았다. 단순 용융 블렌드와 비교하여 상용화제로 SEBS와 EVA를 사용하였을 때 약 $50\%$의 물성 향상을 보였으나 나일론의 말단기인 아민기와의 반응성 향상을 위해 무수말레인산이 그래프트된 열가소성 탄성체 SEBS-g-MA의 사용시 분산 입자의 감소 및 접촉면적의 증가에 의한 계면 접착력의 증가로 약 $200\%$ 이상의 내충격성의 향상을 이룰 수 있었다.

고로슬래그미분말이 혼입된 ECC(Engineered Cementitious Composite)의 개발 (Development of an ECC(Engineered Cementitious Composite) Designed with Ground Granulated Blast Furnace Slag)

  • 김윤용;김정수;하기주;김진근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.21-28
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    • 2006
  • 이 연구는 기존에 연구에 의하여 개발된 고인성 섬유복합 모르타르에 고로슬래그미분말을 혼입하여 연성과 강도 측면에서 보다 개선된 재료를 개발함에 목적이 있으며 이를 위해 고로슬래그미분말이 혼입한 배합에 대하여 섬유-모르타르 경계면의 마이크로역학(micromechanics)적 특성과 모르타르 매트릭스의 파괴역학(fracture mechanics)적 특성을 파악하였다. 고로슬래그미분말이 혼입된 배합의 경우에는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우와 비교하여 화학적 부착은 큰 변화가 없지만 마찰부착은 10% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다. 한편 모르타르트의 쐐기쪼갬실험을 통해 결정된 매트릭스의 파괴인성은 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우보다 파괴인성이 약간 증가하는 것을 알 수 있었다. 결정된 섬유-매트릭스 경계면의 마이크로역학적 특성과 모르타르의 파괴역학적 특성을 이용하여 안정상태 균열이론(steady-state cracking theory)을 배경으로 1축인장 하에서 인장변형률 경화거동을 하는 고인성 섬유복합 모르타르의 기본배합과 물-결합재비의 범위를 선정하였다. 개발된 재료는 1축 인장 하에서 변형률 경화 거동을 나타내었으며 변형률은 3.6%, 인장강도는 약 5.3MPa를 나타냈으며 이는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 섬유복합 모르타르보다 뛰어난 인장 변형 성능과 놀은 인장 강도이다. 고로슬래그미분말을 혼입할 경우 마찰부착과 파괴인성이 증가하는 효과는 안정상태의 균열이론을 만족시키는 데에 오히려 장해 요인이 된다. 그러나 결과적으로는 이러한 단점을 극복하고 오히려 우수한 인장변형 성능을 나타내었다. 즉, 변형률 경화 거동으로 표현되는 높은 연성에는 악영향을 주지 않으면서 매트릭스의 강도를 향상시키는 효과를 나타낸 것이다. 이러한 우수한 수준의 성능을 보인 이유는 고로슬래그미분말을 혼입함으로써 유동성과 섬유의 분산성이 크게 증진되었기 때문인 것으로 사료된다.