본 연구는 주조성, 내압성, 내열성 등이 우수하여 군용 및 민수용 기계소재로 이용되고 있는 AI-Si-Mg계 AC4C 합금에 세라믹(AI2O3, AI2O3-TiC)을 강화시키는 복합재료제조에 관한 기초연구의 일환으로 수행하였다. 연구내용은 세라믹 강화재의 젖음성을 높이기 위하여 수소환원법에 의한 AI2O3입자의 Ni 피복과 기존의 프리폰 제조방법보다 간단하고 경제적인 자전연소합성법에 의해 AI2O3-TiC 다공성 pellet을 제조하여, 이들 강화재와 AC4C 기지금속을 이용하여 고대-compocasting 및 squeeze casting법으로 복합재료를 제조하고 미세조직, 계면생성물, 기계적 성질, 내마멸성 등의 특성을 조사하였다. 고대-compocasting법에 의해 제조된 AI2O3Ni 입자 강화 복합재료에서 강화재들은 응집체로 존재하지 않고 비교적 균일하게 분산되었고 AI2O3-TiC 강화재를 이용하여 squeeze casting으로 가압주조 하므로써 기지금속과 강화재의 젖음성이 향상되었다.

본 논문에서는 정속마찰 시험기를 사용하여 공기중에서 핏치/CVI계와 페놀/CVI계 낱소/탄소 복합재료의 마찰특성을 평가하고 상호 비교하였다. 운용조건(마찰거리, 마찰속도, 마찰압력)에 관계없이 페놀/CVI계의 평균 마찰계수가 핏치/CVI계 보다 높은 값을 나타내었다. 마찰거리가 4Km이하 일때는 평균 마찰계수가 불안정한 경향을 나타내고 그 이후에서는 안정한 평균 마찰계수 값을 갖는다. 또한 마찰속도와 마찰압력이 증가할수록 평균 마찰계수는 감소하는 경향을 나타내며, 페놀/CVI계의 평균 마찰계수가 핏치/CVI계 보다 높고 마찰면 온도 상승률과 최대 마찰면 온도도 높다. 마찰계수는 마찰면 온도의 영향을 받으며, 마찰속도와 3kg/cm2이하에서 마찰압력이 커질수록 최대 마찰계수를 갖는 마찰면 온도는 높아진다.

The variation of the microstructures and the mechanical properties with varying vacuum hot pressing temperature and pressure was investigated in PyM processed 20 vol%) SiCw/ 2124Al composites. As increasing the vacuum hot pressing temperature, the aspect ratio of whiskers and density of composites increased due to the softening of 2124Al matrix with the increased amount of liquid phase. The tensile strength of composite increased with increasing vacuum hot pressing temperature up to and became saturated above , To attain the high densification of composites above 99%, the vacuum hot pressing pressure was needed to be above 70 MPa. However, the higher vacuum hot pressing pressure above 70 MPa was not effective to increase the tensile strength due to the reduced aspect ratio of SiC whiskers from damage of whiskers during vacuum hot pressing. A phenomenological equation to predict the tensile strength of /2124AI composite was proposed as a function including two microstructural parameters, i.e. density of composites and aspect ratio of whiskers. The tensile strength of /2124AI were found more sensitive to the porosity than other P/M materials due to the higher stress concentration and reduced load transfer efficiency by the pores locating at whisker/matrix interfaces.

본 연구에서는 원료 석탄 핏치와 흑연화성이 우수한 THF 가용성분만을 추출한 핏치 결합재에 8H/Satin woven fabric 프리프레그 및 고탄성 및 고강도계 연속 탄소섬유 등을 보강하여 가압열성형법으로 green body 를 제조한 다음 탄화, 함침, 재탄화 및 흑연화 공정을 거쳐 열적 미 기계적물성이 우수한 CFRC를 제조하였으며, 주사전자현미경, 편광현미경, X선회절분석,열중량분석, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 충간전단강도 등을 시험하였다. THFSP결합재를 2300˚C까지 열처리 한 다음 X선회절분석을 한 결과, 결정성이 가장 우수하여 (002) 면에서 C0/2인 값이 3.380Å였으며, 2θ값도 26.276˚로 천연흑연의 Bragg angle에 거의 접근하였으며 공기산화 반응특성을 시험하기 위하여 등온 열중량분석을 한 결과 2300˚C까지 흑연화 한 THFSP결합재가 산화에 대하여 가장 우수한 저항성을 나타내었다. 섬유용적률이 증가됨에 따라 65~70%까지는 기계적 물성이 중가하는 경향을 보였지만 그이상 섬유가 보강된 CFRC는 결합재의 부족으로 인하여 오히려 기계적 물성이 감소하였다. 또한 굴곡강도 시험후 주사전자현미경으로 파괴 단면을 관찰한 결과 THFSP결합재가 흑연화성이 우수하여 파괴시 결합재가 외력에 대한 흡수가 양호하여 보강재의 파괴를 억제했기 때문에 기계적 물성도 우수하게 나타났다.

6061Al-SiCP metal matrix composite materials(MMCs) were fabricated by injecting SiCP particles directly into the atomized spray. The main attraction of this technique is the rapid fabrication of semi-finished, composite products in a combined atomization, particulate injection(10 , 40 , SiCP) and deposition operation. Conclusions obtained are as follows; The microstructure of the unreinforced spray formed 6061Al alloy consisted of relatively fine(50 ) equiaxed grains. By comparision, the microstructure of the I/M materials was segregated and consisted of relatively coarse(150 ) grains. The probability of clustering of SiCP particles in co-sprayed metal matrix composites increased it ceramic particle size(SiCP) was reduced and the volume fraction was held constant. Analysis of overspray powders collected from the spray atomization and deposition experiments indicated that morphology of powders were nearly spherical and degree of powders sphercity was deviated due to composite with SiCp particles. Interfacial bonding between matrix and ceramics was improved by heat treatment and addition of alloying elements(Mg). Maximum hardness values [Hv: 165 kg/mm2 for Al-10 SiCp Hv--159 kg/mm2 for Al-40 SiCp] were obtained through the solution heat treatment at for 2 hrs and aging at , and there by the resistance were improved.

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.

This research investigated the effects of matrix strength on the direct tensile behavior of high performance hybrid fiber reinforced cementitious composites (HPHFRCCs) at high strain rates. 3 different type matrixes were used (56 MPa, 81 MPa and 180 MPa). And macro fiber was long hooked fiber (H, =0.3 mm,=30 mm) and micro fiber was short smooth fiber (S, =0.2 mm,  =13 mm). The volume content of macro fibers was 1.0% and the volume content of micro fibers was 1.0%. The high matrix strength clearly increased the tensile strength and peak toughness of HPHFRCCs even at high strain rates (74 ~ 161 /sec).

변형경화형 시멘트 복합체(SHCC)는 직접인장 상황에서 FRCCs에 비해 우수한 변형경화 특성을 갖는 재료이다. 하지만 SHCC는 일반적인 콘크리트에 비해서 시멘트비율이 높은 부배합 이며, 이에 따라서 자기수축이 큰 특성을 갖는 재료이다. 따라서 시멘트 복합체 내에 팽창재를 대체함으로써 수축저감을 통한 성능향상을 기대하였다. 이 연구에서는 각 강도별 SHCC의 배합에 팽창재를 대체함에 따른 역학적특성을 평가하고자 하였다. 시험결과 설계기준 압축강도 70MPa 배합이 압축, 인장, 휨, 시험에서 우수한 역학적 특성을 나타내었으며, 균열 특성에서는 팽창재를 대체한 SHCC가 균열분산 및 연성에서 우수한 특성을 나타내었다.