Cu matrix composites reinforced with chopped carbon fiber (CF), which is cost effective and can be well dispersed, are fabricated using electroless plating and hot pressing, and the effects of content and alignment of CF on the thermal properties of CF/Cu composites are studied. Thermal conductivity of CF/Cu composite increases with CF content in the in-plane direction, but it decreases above 10% CF; this is due to reduction of thermal diffusivity related with phonon scattering by agglomeration of CF. The coefficient of thermal expansion decreases in the in-plane direction and increases in the through-plane direction as the CF content increases. This is because the coefficient of thermal expansion of the long axis of CF is smaller than that of the Cu matrix, and the coefficient of thermal expansion of its short axis is larger than that of the Cu matrix. The thermal conductivity is greatly influenced by the agglomeration of CF in the CF/Cu composite, whereas the coefficient of thermal expansion is more influenced by the alignment of CF than the aggregation of CF.

본 연구에서는 유리단섬유로 보강된 분사식 섬유보강 복합재료의 인장거동 평가를 위한 실험 및 해석연구를 수행하였다. 이를 위해 다양한 변형율속도(strain rate)에 따른 에폭시수지 및 분사식 섬유보강 복합재료의 인장강도 실험을 수행하였다. 본 연구에 사용된 분사식 섬유보강 복합재료는 15mm 길이로 절단된 유리단섬유가 25% 부피비율로 혼입된 보수·보강용 재 료이다. 에폭시수지의 점탄성 특성을 고려하기 위해 역산모델링(inverse simulation)을 수행하여 변형율속도에 따른 점성변화 를 함수식으로 제안하였다. 역산모델링을 통해 제안된 함수식을 미세역학 기반의 점탄성 손상모델(micromechanics-based viscoelastic damage model; Yang et al., 2012)에 적용하여 분사식 섬유보강 복합재료의 인장거동을 수치적으로 해석하였다. 분사식 섬유보강 복합재료의 인장거동 해석결과와 실험결과를 비교하여 미세역학 기반의 점탄성 손상모델의 정확성을 검증 하였다.

Characteristics of Al-based composites with waste stainless steel short fiber, fabricated by magnetic pulsed compaction and sintering were investigated. The compacts prepared by magnetic pulsed compaction showed high relative density and homogeneous microstructure compared with that by conventional press compaction. The relative density of sintered composites at for 1 h exhibited the same value with compacts and decreased with increase in STS short fiber content. The reaction between Al and STS phase was confirmed by the microstructural analysis using EDS. The sintered composites, prepared by magnetic pulsed compaction, showed increased hardness value with increasing STS fiber content. Maximum yield strength of 100 MPa and tensile strength of 232 MPa were registered in the AI-based composite with 30 vol% STS short fiber.

금속기지 복합물은 구조용 재료로서 매우 우수한 성질을 지니고 있어 광범위하게 연구되어져 왔다. Al2O3와 SiC는 그들의 우수한 기계적 특성 때문에 일반적인 보강재로서 사용되어져 왔다. 그러나 이들 세라믹 보강재는 비싼 재조 비용 때문에 특별한 목적을 위해서만 한정되어 사용되어져 왔다. 본 연구에서는 우리는 Al 합금기지 복합물에서 SHS법에 의해 합성된 Al2O3-SiC 분말의 보강재로서의 응용 가능성을 살펴보았다. 또한 Al2O3단섬유를 Al기지 하이브리드 복합물에 적용하기 위하여 합성된 분말과 함께 첨가하였다. 25vol% 강화재의 복합물을 제조하기 위하여 용탕단조법을 사용하였다. 미세구조와 결정구조는 SEM, OM 그리고 XRD로 관찰하였고 압축시험과 마모시험으로 기계적인 성질들을 조사하였다.

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.

본 연구는 지반에 대한 지지력 증가와 침하에 대한 안정성을 높일 수 있는 단보강재 보강토에 대하여 수치해석적 연구를 목적으로 하고 있으며, 삼축압축시험 모델링을 통하여 보강재 함유량에 따른 효과를 비교 분석하는데 목적이 있다. 보강재 함유량에 따른 강도증진의 효과를 Plaxis 3D 유한요소프로그램으로 해석하였다. Plaxis 3D를 통해 해석된 결과로 파괴시의 축차응력을 계산하였고, 각 구속압에 대한 Mohr원을 그려 함유량에 따른 점착력과 내부마찰각 값을 산정하였다. 이를 실제 모형시험과 비교, 분석하여 함유량에 따른 전단강도 증진을 예측하고자 하였다. 연구결과, 단섬유 함유량 0%와 0.2%의 실제 모형시험결과와 수치해석결과 전단강도 오차는 미미하였다. 함유량 0%와 0.2%의 결과를 토대로 함유량에 따른 수치해석을 진행한 결과 점착력의 경우 0.4%에서 감소하였고, 내부마찰각의 경우 0.2%에서 감소하였으나 대체적으로 함유량이 증가할수록 전단강도가 증가함을 보였다. 또한 plaxis 내에서의 비소성 stress의 분포를 비교한 결과, 단섬유 함유량이 증가할수록 보강효과가 증가하는 것을 확인하였다.