The study was conducted to evaluate reliability of the longitudinal tensile properties of unidirectional carbon fiber reinforced composites. Two kinds of carbon fiber reinforced composites laminates were tested in order to examine the factors of variability and have the information concerning reliability improvement. Temperature dependence of the strength and its variability were investigated by means of testing at two kinds of temperatures. Statistical distributions of the respective mechanical properties were obtained from the tensile tests. As a result, strength of composites was directly proportional to the ultimate strain and was not proportional to the elastic modulus. The fracture behavior in bending of notched plate was studied for a composite material. The uniform bending tests of notched plates have been carried out for a wide range of notch radii. The experiment shows that the nominal stress at failure decreased with decreasing notch radius and it approaches a constant value when the notch radius is less than about 0.3mm. The critical maximum stress is governed by notch root radius alone in the case of a constant thickness of specimen.

Alumimium Titanate-Mullite 복합체는 Al2O3분말 알콜용액에서 Si(OC2H5)4와 Ti(OC2H5)4 의 단계적인 가수분해로 합성하였다. Sol-Gel 방법으로 합성된 모든 분말은 비정질과 단분산이고 좁은 분말크기의 분포를 보였다. 소결체(1600 ˚C/2h)는 임계분해온도인 1100˚C에서 100시간 동안과 750와 1400˚C 100시간동안 반복적인 열적 내구성 및 열충격 시험을 수행하였다. 가장 좋은 열적 내구성은 aluminium titanate함유량이 70rhk 80vol%일때 얻어졌으며, 이들은 위 실험을 한후 아주 적은 미세구조와 열팽창 곡선의 변화를 나타내었다. 소결체 미세구조의 붕괴는 주사현미경, X-선회절분석과 Dil-atometer로 연구하였다. 위 연구는 이와같은 과정에 의하여 합성된 aluminium titanate-mullite복합체의 서비스 수명을 예상하기 위하여 시도되었다.

TiC 입자를 강화재로 한 AI금속기지 복합재료를 액상교반법으로 제조하는데 따른 제조조건과 물성특성과의 관계를 조사하였다. TiC 입자는 중량비 10%를 첨가하였으며, 젖음성을 향상시키기 위하여 1.5wt%의 Mg을 첨가하였다. TiC입자 첨가에 의하여 내마모 특성, 인장강도, 경도 등이 증가 되었으나 과도한 교반은 기계적 특성을 저하시켰다. 본 실험조건에서 교반 속도의 최적조건은 500rpm이었다. Wetting agent로서 첨가한 Mg은 기지에 고루 분산하였다.

Si3N4와 BN의 선택적 산화반응과 질소분위기 소결에 의하여 Si2N2O로 결합된Si3N4-BN복합재료를 개발하였으며, 이때 산화반응 온도와 CaO의 첨가가 Si2N2O의 생성에 미치는 영향을 고찰하였다. Si2N2O상이 도입된 Si3N4-BN복합재료는 내열충격성 및 용강에 대한 내침식성이 우수하여 연속제강새안의 부품인 break ring등의 소재로 사용될 수 있다.

본 연구에서는 탄소/탄소복합재료의 마모특성에 대한 탄소섬유 길이의 영향을 고찰하였다. 매트릭스 precursor로 레졸형의 페놀수지와 강화재로 표면처리를 하지않은 PAN계 단섬유형 탄소섬유를 사용하여 액상함침법으로 1회의 고온열처리 공정과 4회의 탄화공정을 통하여 탄소/탄소복합재료를 제조하였다. Disk-on-disk형의 마모시험기를 통하여 상대 마찰재로 AISI 304 stainliss steel을 사용하여 0.6MPa(61 ×103Kg/m2)의 압력과 0.71m/sec의 미끄러짐 속도하에서 측정된 탄소/탄소복합재료의 마찰계수는 0.2-0.3이었다. 마찰계수에 대한 섬유의 길이의 영향은 크게 나타나지 않았지만, 마모 속도는 섬유의 길이가 증가함에 따라 증가하는 경향이 나타났다. 본 실헙 결과를 섬유 강화 플라스틱의 마모 모델을 적용하여 고찰하여 본 결과, 섬유의 길이가 증가함에 따라 탄소/탄소복합재료의 마모 속도가 증가되는 경향은 생성된느 마모조각의 크기가 커기기 때문에 나타난 현상으로 판단되었다.

The critical strain energy release rate and the failure mechanisms of glass-carbon epoxy resin hybrid composites are investigated in the temperature range of the ambient temperature to 80℃. The direction of laminates and the volume fraction are [(+45, -45, 0, 0) sub(2) ] sub(s), 50%, respectively. The major failure mechanisms of these composites are studied using the scanning electron microscope for the fracture surface. Results are summarized as follows: 1) The critical strain energy release rate shows a maximum at ambient temperature and it tends to decrease as temperature goes up. 2) The critical strain energy release rate increases as the content of glass increases, and especially shows dramatic increase for the high glass fiber content specimens. 3) Major failure mechanisms can be classfied such as localized shear yielding, fiber-matrix debonding, matrix micro-cracking, and fiber pull-out and/or delamination.

본 연구에서는 2D-woven fabric에 결합재로 페놀수지를 사용하여 성형한 CFRP의 탄화거동을 관찰하였다. TMA분석 결과 적층 두께방향에서는 365-370˚C 법선방향에서는 118-128˚C 에서 치수변화가 일어났다. 각 온도 구간별로 광학현미경으로 관찰한 결과 CFRP제조시 형성된 크랙이나 기공은 열처리온도에 따라 성장하였으며, 400-500˚C 부근에서 새로운 많은 크랙이 형성되었다. 기공률과 밀도가 400-500˚C 에서 급격히 변화한 것을 볼 때 이 구간에서 복합재 내부에서 크랙이 형성 및 성장하는 것을 알 수 있었다. 따라서 CFRP를 탄화할 때 승온속도를 구간별로 조절할 필요성이 있는 것으로 판단되었다.

The SMC composite, now being considered in certain structural applications, is anticipated to experience repeated loading during service. Thus, understanding of the fatigue behavior is essential in proper use of the composite material. In this paper, using the SMC composite composed of E-glass chopped strand and unsaturated polyester resin three point bending fatigue tests are carried out to investigate the fatigue crack propagating behavior under various cyclic stresses and fatigue damage of various microcrack forms. The following results are obtained from this study; 1) Most of the total fatigue life of the SMC composite is consumed at the initial extension or the growth of the macroscopic crack. 2) A Paris' type power-law relationship between the crack propagation rate and stress intensity factor range is obtained, and the value of material constant m is much higher (m=9~11)than that of other metals. 3) In case of high cyclic stress the fatigue damage show high microcrack density and short crack length, but in case of low cyclic stress does it vice versa. 4) Fatigue damage is characterized by microcrack density, crack length and distribution of crack orientation.

Correlation among the wax-pigment composites which is base vehicles for the crepas was investigated in terms of fadeness. The base wax synthesized and pigments are compounded with petroleum lubricant and exposed under carbon arc individually. The yellowing phenomenon was appeared on the reference papers coated with the spindle oil which was then exposed. The papers were again extracted with distilled water and pH of them were ranged between 6.2-6.5. Color difference from Adam-Nickerson equation, △E of base wax is 0.15 and that of spindle oil are varied from 0.66 to 15.62. Since the main components of the petroleum lubricant are aromatic hydrocarbons which have absorptions characteric of UV ranging from 240 to 280 nm, fadeness characteristics of the composites are largely depend upon the change of molecular structure of spindle oil by absorbing UV. Thus the spindle oil having the following physical properties has the better resistance of fadness and is recommended to use in compounding the base wax-pigment composites: · main component: paraffinic hydrocarbon · pour point: below - 15℃ · UV absorption characteristics: λmax. : 268-290nm · absorbancy: below 0.1(0.03ml of sample/50ml of CHCl3)

본 연구에서는 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질층 경계면 구조를 모방 하여 프리캐스트 형식으로 제조된 패널 사이를 후 타설 HDCC로 충전한 실험체와 PE-mesh를 HDCC층의 경계면에 배치한 실험체 등 2가지 경계면 특성을 고려하여 제작한 4종류 실험체의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능 평가 결과 일반적인 휨 시험체 대비 층상화 단면을 적용한 모든 실험체의 연성이 증가하였다. 특히 PE-mesh를 삽입하여 층상화한 방법이 가장 우수한 연성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 삽입된 PE-mesh가 층을 분리하는 경계면 역할을 하고, PE-mesh 체눈 내의 각주형 HDCC는 층과 층 사이의 부착을 견고히 하는 역할을 하였기 때문이라고 사료된다.

탄소섬유는 경량이면서 높은 기계적 특성 때문에 우주항공, 선박, 자동차, 토목 및 건축과 같은 산업분야에서 그 어느 때 보다 더 광범위하게 적용되고 있다. 본 연구는 섬유혼입률 및 섬유길이 변화에 따른 탄소섬유 보강시멘트 복합재료( CFRC)의 역학적 특성과 휨 거동을 분석하였으며, 또한 자연 낙하시험에 의한 모르타르 시편에 대한 내충격성을 비교, 검토하였다. 더불어, 탄소섬유(CF)의 혼입률은 0.5%, 1.0%, 2.0% 및 3.0%로 변화를 주었으며, 각각의 섬유길이는 6 mm와 12 mm를 사용 하였다. 실험결과, 플로우 값은 탄소섬유의 뭉침현상으로 인해 유동성 측면에서 매우 불리하였으며, 단위용적질량은 다소 감소하였다. 특히, 압축강도는 탄소섬유 혼입량이 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타내었다. 반면 휨 강도는 섬유 길이가 12 mm이고 2% 혼입한 것이 가장 높은 휨 강도를 보였다. 내충격성 시험결과, 보통 모르타르 시편은 완전파괴까지의 낙하횟수가 2∼3회 정도 걸리지만 반면 CFRC 시편은 섬유혼입량이 증가함에 따라 다소 차이가 있지만, 섬유길이가 12 mm이고 섬유혼입량 2% 인 경우 충격에 대한 저항성이 가장 높았다.

In this study, the effect of compressive loading of carbon nanotube (CNT) mixed cement composites was investigated. To evaluate the electrical resistivity variation of 30%∼60% of compressive load of cement composites containing 1.0% CNT, 1.0% CNT was added to cement composites and compressive strength was calculated. The greater the change in electrical resistance to compressive load, the more vulnerable to internal conductive networks. Also, as the amount of CNT mixed increases, the electrical resistance to the load is more sensitive and it is expected to be mixed more than 1.0%.

This study was conducted to evaluate the effect of self-sensing performance on strain-hardening cement composite containing CNT by curing age. The mixing amount of CNT was set at 1.0%, and SHCC fibers were mixed with PE 1.0% and steel fiber 0.5%. The electrical resistance measurement for the tensile strain sensing performance was based on AC method and 4 probe methods. Test results indicated that electrical sensitivity of SHCC decreased with an increase in curing age.

This research is to investigate the effect of borosilicate glass powder on neutron shielding capability of cement mortar. The average particle size of the borosilicate glass powder was 13 μm. It was found that the addition of borosilicate glass powder increased 28 day compressive strength. In addition, neutron shielding capability of cement mortar also increased by the addition of borosilicate glass powder. Considering our earlier findings on enhanced thermal neutron shielding of cement mortar by borosilicate glass powder, the use of borosilicate glass powder was found to be effective to shield neutron when the cement mortar was exposed to the neutron radiation. It can be concluded that borosilicate glass powder is a good alternative material for neutron shielding purposes.

This research uses carbon nanotubes (CNTs) that are actively used to develop convenient and systematic management of building blocks and structural performance monitoring, away from the difficulties of structural health monitoring such as RC structures. The change in electrical resistance was evaluated according to the amount of load and compressive load. Experiments were carried out with 1.0% and 2.0% CNT, and 30% and 60% compressive strength, respectively. Experimental results show that the compressive strength of CNT 2.0% is lower than the compressive strength of CNT 1.0% but is more sensitive to changes in electrical resistance due to compressive load.

In this research, Sensing Performance in Tensile Strain of Strain-Hardening Cement Composites by Containing of Carbon nanotube have been studied. The ultimate strength and strain were improved with increasing in amounts of CNT, and fractional change in resistivity were improved when same tensile strain. and %LE were decreased with increasing in amounts of CNT.

이 연구는 고성능 섬유보강 복합체(HPFRCC)의 전자파 차폐성능을 향상시키기 위한 목적으로 전기전도도, 전자파 차폐능, 역학적 강도를 조사하였다. 강섬유, 제강슬래그 미분말, 카본블랙이 전도성재료소 HPFRCC 배합에 첨가되었다. 또한, MWCNT를 수 분산 시켜 제조된 2% wt. CNT 용액을 사용하였다. 실험 결과, HPFRCC의 전기전도도는 1% 카본블랙이 첨가된 시편을 제외하고는 매우 낮은 특성을 보였다. 시멘트 매트릭스의 미세구조는 시간에 따라 변하였고, 그로 인해 HPFRCC의 전기전도성 네트워크에 부정적인 영향을 끼쳤다. 0.083 S/cm의 전도도를 갖는 HC1 시편의 경우, 수분에 의한 효과를 배제하기 위하여 72시간 60도에서 건조 양생한 후에 측정한 전기전도도가 0.0003 S/cm로 상당히 감소하였다. 전자파 차폐 성능에 가장 중요한 인자는 강섬유인 것으로 나타났으며, 반면 카본블랙과 제강슬래그 미분말의 효과는 미미하였다. 전기전도도와 전자파 차폐능의 상관관계는 이 연구에서는 뚜렸한 경향성을 나타내지는 않았다.