본 연구에서는 Al-10wt%Ti-4wt%Fe 복합재료를 in-situ공정으로 제조할 수 있는 가능성 및 2 원계 Al-10wt%Ti 복합재료의 낮은 기계적 성질(탄성계수, 상온 고온강도, 내마모특성 등)을 PM SiC/2124 복합재료 수준 흑은 그 이상으로 향상시킬 수 있는 가능성을 조사하였다. 제조된 Al-10wt%Ti-4wt%Fe 합금은 불연속 SiC 강화상으로 보강된 Al-기지 복합재료(SiCw/2124)와 유사한 미세구조를 보여주었으며, 탄성계수 및 인장강도, 내마모성질 등의 기계적 특성이 2원계 Al-10%Ti 합금각 비교해 현저하게 향상되었음이 관찰되었다. 위의 결과는 초정 Al3Ti상 외에도 Fe 원소의 첨가를 통한 추가적인 AlxFe의 분산강화 효과에 기인한 것으로 해석된다.

본 연구에서는 기지개와 미시구멍으로 구성된 복합재료에 입자보강 복합재료의 등가 재료상수 예측기법인 평균장 근사이론과 등가원리를 적용하여 위상 최적화에 필요한 등가 재료상수와 설계변수와의 상관관계식을 유도하였다. 또한, 유도된 관계식에 중간값을 갖는 설계변수의 수를 줄이기 위하여 벌칙인자를 도입하였다. 그리고 본 연구의 타당성을 검증하기 위하여 벌칙인자가 도입된 위상 최적화문제를 순차이차계획법인 PLBA 알고리즘을 이용하여 해석하였다.

MoSi2에 W분말을 첨가하여 MoSi2/W 복합재료를 1600˚C에서 3시간 동안 유지하면서 30MPa의 조건하에서 고온진공 가압기를 이용하여 제조하였으며, 텅스텐 분말의 첨가량이 (Mo)Si2의 미세조직과 기계적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 텅스텐은 몰리브덴과 치환하면서 고용체 합금을 이루었으며, 입자의 크기는 텅스텐 분말의 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 비커스경도는 텅스텐 분말의 첨가량이 증가할수록 향상되었으나, 반면에 압흔파단 강도는 오히려 감소되었다. 10%정도의 텅스텐 분말을 첨가하였을 때, 압흔파단 강도가 4.5MPa√m로서 순수 MoSi2의 2.7MPa√m에 비하여 향상되었음을 알 수 있었다.

감쇠란 주기적인 변형하에 에너지를 소산시킬 수 있는 시스템이나 재료의성질을 말하며, 이로서 공진에서 진폭을 감소시키며 아울러 전달하는 파의 빠른 감소를 유발한다. 이것은 진동을 일으키는 응력을 감소시키게 되는데 결국은 피고 수명을 연장시키는 결과를 가져오게 된다. 본 연구에서는 적층된 복합재료의 내부감쇠와 복소탄성 계수를 실험적으로 측정하였다. 실험은 충격 기법을 사용하였으며 비교적 간단한 모델러서 외팔보의 휨진동을 측정하였다. 복소 탄성계수는 공진법을 이용하여 공진주파수를 측정 storage modulus를 계산하고 이를 통해 loss modulus를 구한 다음 계산하였고, 내부감쇠는 bandwidth technique과 전달함수의 실부부분 이용방법에 의해 각각 구하였다.

The fabrication process and properties of SiC particulate preforms with high volume fraction above 50% were investigated. The SiC particulate preforms were fabricated by vacuum-assisted extraction method after wet mixing of SiC particulates of 48 in diameter, as inorganic binder, cationic starch as organic binder and polyacrylamide as dispersant in distilled water. The SiC particulate preforms were consolidated by vacuum-assisted extraction, and were followed by drying and calcination. The drying processes were consisted with natural drying at for 36 hrs and forced drying at 10 for 12 hrs in order to prevent the micro-cracking of SiC particulates preform. The compressive strengths of SiC particulate preforms were dependent on the inorganic binder content, calcination temperature and calcination time. The compressive strength of SiC preform increased from 0.47 MPa to 1.79 MPa with increasing the inorganic binder content from 1% to 4% due to the increase of flocculant between the interfaces of SiC particulates. The compressive strength of SiC preform increased from 0.90 MPa to 3.21 MPa with increasing the calcination temperatures from 800 to 120 under identical calcination time of 4hrs. The compressive strength of SiC preform increased from 0.92 to 1.95 MPa with increasing the calcination time from 2 hrs to f hrs at calcination temperature of 110. The increase of compressive strength of SiC preform with increasing the calcination temperature and time is due to the formation of crystobalite phase at the interfaces of SiC particulates.

The purpose of this paper is to investigate the effect of the specimen geometries on the pin bearing strength of the angle ply carbon fiber reinforced composites. The effect of the edge distance and the specimen width on the pin bearing strength of angle ply CFRP composites are experimentally investigated in this paper. As results, the failure mode and pin bearing strength of mechanical joints turned out to depends on the stacking sequence and specimen geometries such as the edge distance and the specimen width. The higher pin bearing strength obtained for the angle ply CFRP composites is attributed to a combination of debonding, pull out, buckling and breakage of fiber and also the matrix cracking.

단사정 HBO2 분막을 무기접착제로 이용하여 선택적 레이저 소결 기술을 적용시켜 알루미나-글래스 복합재료를 제조하였다. 만들어진 green SLS 시험편을 여러 온도에서 열처리하여 글래스-세라믹 복합재료를 얻었다. 글래스의 양이 많을수록 복합재료는 높은 밀도와 높은 굽힘강도를 보여주었다. 열처리 온도 900˚C에서 복합재료는 최대 밀도와 최대 강도를 나타낸다. 이것은 글래스의 낮은 점도로 인한 좋은 유동성 때문에 글래스의 재분배가 이루어졌기에 가능하다고 생각되어진다. 그리고 기공이 많은 열처리한 SLS 시험편에 콜로이드 실리카를 주입시켜 치밀화시켰다.

무정형 PEEK 필름의 self-bonding 공정 시에 일어나는 결정화 현상이 접합 면에서 개발되어지는 self-bonding 강도에 미치는 영향을 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 고찰하였다. 무정형 PEEK 필름의 결정화 현상은 접합 시의 공정변수에 따라 변화하며, self-bonding 공정 동안 접합 면을 가로질러 PEEK의 결정들이 성장함에 따라 접합이 일어남을 알 수 있었다. 접합온도가 높을수록 접합 면을 가로지르는 결정들의 성장 정도가 낮은 온도에서 접합시켰을 때의 경우보다 훨씬 커서 결과적으로 높은 self-bonding 강도를 보였다. 각각의 시편들을 전단 파괴시킨 후 행한 파단면 관찰에서는 self-bonding 강도가 점차 높아짐에 따라 더욱 조밀한 물결무늬 파면과 dimple 형태와 유사한 파면 형상들이 관찰되는 것으로 보아 접합공정 시 접합 면을 가로지르는 PEEK 결정들의 성장 정도가 self-bonding 강도에 커다란 영향을 미친다고 판단되었다.

질화규소-질화붕소 복합재료의 접촉하중에 의한 손상거동을 질화붕소 첨가량의 함수로 고찰하였다. Indentation응력-변형율 곡선은 선형성을 벗어나 소성 특성을 갖는 재료임이 밝혀졌으며, 재료 표면으로 부터의 ring이나 cone형상의 균열 대신 표면하부에 전단응력에 의한 마이크로 크기의 준소성 변형 영역이 넓게 형성되어 손상저항성이 높은 재료로의 활용이 기대되었다. 이 때 마이크로 파괴와 연관된 shear faults가 이 재료의 소성을 갖도록 하는데 중요한 역할을 하였다. 질화붕소의 첨가량이 증가함에 따라 질화규소-질화붕소 재료는 보다 soft해지고 준소성의 특성을 나타내었다.

탄소섬유-에폭시 복합재료의 전파 반사특성을 전파전송 이론에 근거하여 해석하였다. 탄소섬유 복합재료의유전상수를 투과/반사법에 의해 4-12GAz 주파수 범위에서 측정하였다. 측정된 재료정수로부터 반사손실을 시편의두께와 주파수의 함수로 계산하였다. 탄소섬유 복합재료는 높은 유전상수와 도전손실 특성에 의해 전파의 반사율이 매우 높았다. 그러나 파장에 비해 시편의 두께가 작은 경우 반사손실은 두께에 매우 민감하였으며, 이는 입력 임피던스의 변화에 기인하는 것으로 해석되었다. 이러한 결과로부터 전자파 차폐를 극대화시키기 위해서는 특히 저주파 대역에서 시편의두께 조절이 매우 중요함을 제시할 수 있었다.

In-Sit반응소결에의해 Si과 AI금속분말을 이용하여 Si3N4-AIN 복합세라믹스를 합성하였다. 합성된 Si3N4-AIN복합세라믹스의 미세조직과 결정구조를 해석하기 위해, OM, TEM, XRD및 EDX를 이용하였으며, Si3N4-AIN -20wt.%AIN복합세라믹스에서 Si의 질화율은 97%로 가장 높았다. Si3N4-AIN 복합세라믹스에서 Si의 질화율은 AI첨가량 증가에 따라 감소하였다. 대부분의 AI입자들은 다결정 AI입자들은 다결정 AIN(4-H구조)로 완전질화되었으며, 따라서 잔류 AI상은 반응소결체내에서 관찰되지 않았다. Si3N4의 결정구조는 α와 β구조가 혼재된 상태이며, 잔류 Si입자내에서는 미소균열 및 전위가 관찰되었다. AI/Si3N4와 Si3N4 두계면에서 이들은 거친 형상을 보이지만, 계면반응상은 관찰되지 않았다.

SMC(Sheet molding compound)욕조 생산시 발생하는 폐 FRP를 보강재로서 재활용하기 위하여 불포화 폴리에스테르 매트릭스 수지에 보강하고 보강재와 매트릭스 수지의 계면 결합력을 증진시키기 위하여 보강재를 실란계 커플링제[3-methylacryloxyviny1 silane (MAOS)]로 전 처리하여 복합재를 제조하고 기계적 물성 및 계면현사에 대하여 관찰하였다. 보강률이 20wt%인 복합재의 굴곡강도 및 굴곡탄성률이 각 각 110MPa, 8.0GPa로 가장 우수하였으며 커플링제(MAOS)의 노동가 0.50wt%인 복합재의 굴곡강도 및 굴곡탄성률은 약 10%정도 향상되어 각 각 120MPa, 9.2GPa을 나타내었다. 또한 주사전자현미경 관찰 결과 보강재를 커플링제(MAOS)로 처리한 복합재의 보강재와 매트릭스 수지는 물리, 화학적을 잘 결합하여 보강재와 매트릭스 수지의 계면에서 pull out현상이 확인되지 않았으며 크랙도 발생하지 않았다.

The pin bearing strength is one of the most important design parameters for mechanical joints composed of fiber reinforced composites. Thus the effect of the edge distance and the width of specimen on the pin-bearing strength of unidirectional CFRP composites were experimentally investigated in this paper. As results, the failure modes and the pin bearing strength of mechanical joints turned out to depend on the edge distance and also the width of specimen. The failure of specimen with low ratio of width to hole diameter was caused by the net tension from the hole boundary, on the other hand, the failure of specimen with low ratio of edge distance to hole diameter was caused by the shear-out. The bearing strength in case of the failure by shear-out was quite lower than that in case of failure by net tension.

폴리아크릴로나트릴(PAN)계 탄소섬유 및 안정화 PAN섬유를 사용하여 제조한 페놀수지 복합재료의 열주기 산화저항성에 섬유표면의 인산코팅 유.무가 미치는 영향을 조사하였다. 각 복합재료의 열주기 산화저항성은 열중량분석기의 원리를 응용하여, 공기중에서 hot zone과 cold zone을 주기적으로 반복이동하는 열충격조건에 노출되면서 초래되는 복합재료의 중량변화를 측정하여 비교하였다. 시험변수로는 hot zone에 노출된 온도, 시간 및 싸이클횟수를 선정하였다. 이 시험방법은 비교적 단순하며, 작은 크기의 시편으로도 가능하고, 중량변화가 온-라인 모니터에서 직접 감지되므로 데이타의 신뢰성이 ?다. 각 시험조건에서 인산코팅한 섬유를 사용한 복합재료가 그렇지 않은 재료보다 고온에서의 높은 산화저항성 때문에 우수한 열주기저항성을 보여 주었다. 또한 인산코팅의 존재 여부가 열주기시험 후의 탄소섬유-페놀수지 및 안정화 PAN섬유-페놀수지 복합재료의 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다.

전면재를 알루미나, 후면재를 Kevlar또는 S-2 유리 섬유강화 복합재료로 접합한 이종재료 장갑에 대하여 알루미나의 두께 변화와 복합재료의 적층구조에 따른 고속충격 특성 변화에 대하여 연구하였다. 또한 시험재료의 동적 관통현상을 분석하기 위하여 고속촬영기법이 이용되었다. 시험결과, 전면재인 알루미나는 충격탄자 직경의 80% 상당하는 두께(본 실험에서는 6nm)인 경우 양호한 방탄성능을 보였다. 후면재인 복합재료는 섬유를 alternating 주조로 적층한 경우가 laminar구조로 적층한 것에 비하여 더 우수한 방탄성능을 나타내었다.

4방향성(4D)탄소섬유 프리폼을 각각 polyfurfury1 alcohol과 석탄계 핏치로 함침하는 방법과 CVI방법에 의하여 열분해 탄소로 증착하는 방법을 채택하여 4방향성 탄소/탄소 복합재를 제작하였다. 아크플라즈마 토치 및 지상연소 시험에 의하여 이들의 삭마특성을 비교 관찰하였다. 4D 탄소/탄소 복합재의 기공도는 밀도가 증가할 수록 감소하였으며, 고밀도화된 시편일 수록 삭마저항성이 우수하게 나타났다. CVI-핏치계 4D 탄소/탄소 복합재가 내삭마 성능이 가장 우수하였다. 삭마거동은 결합재의 종류와 복합재의 밀도 및 기공도에 크게 의존함을 알 수 있었다.

서로 다른 기지의 성질을 갖는 재료들을 혼합하여 만든 합성재료의 새로운 물성치는 일반적으로 실험으로 규명하고 있다. 혼합하는 재료들의 체적비에 따라 실험으로 측정한 합성재료의 탄성계수와 포와송비는 그 합성재료로 만들어지는 구조물의 역학적 거동을 예측하는 해석적 모델의 기본자료로 사용된다. 합성재료 탄성물성치의 수치적 예측은 합성재료에 대한 유한요소 모델로 해석한 정적변위와 균질.등방성으로 가정한 모델을 해석한 정적변위와의 차이를 최소화하는 구속적 비선형 최적화기법을 사용하여 수행하였다. 유한요소 모델은 체적비에 따라 혼합물질을 분배하기 용이하도록 제안하였으며 구속조건 및 하중조건은 일축인장에 의한 거동을 예측하도록 설정하였다. 본 논문에서는 고체입자를 섞어 만든 합성재료의 탄성물성치를 예제를 통하여 수치적으로 예측하고 그 결과를 실험결과 및 이론식들과 비교.검토하였다.