탄소나노튜브로 보강된 탄소섬유복합재의 제조 공정과 모드 1 파괴인성
Processing and Mode 1 Fracture Toughness of Carbon Fiber Composites Reinforced With Carbon Nanotubes
2
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
탄소나노튜브로 보강된 고분자 수지에 대한 연구는 지난 20년간 활발히 수행되어 왔다. 또한 이를 이용하여 탄소섬유복합재의 물성을 증대시키기 위한 연구도 최근 그 영역을 넓혀가고 있다. 탄소섬유복합재는 탄소섬유의 비약적인 발전으로 섬유방향의 기계적 물성은 상당히 만족할 만한 수준에 도달했으나, 수지에 의해 좌우되는 기계적 물성은 아직 기대에 못미치고 있다. 특히, 층간의 분리 (delamination)는 탄소섬유복합재의 가장 전형적이며 치명적인 파손의 원인중 하나이다. 이 층간분리에 대한 저항성을 알아보는 모드 1 파괴인성 실험 (혹은 double cantilever beam, DCB test)을 다양한 작용기로 기능화된 SWNT가 첨가된 탄소섬유복합재 시편에 대하여 수행하였다.부직포 형태의 탄소나노튜브층을 이용한 시편의 경우 10.6%의 파괴인성 증대를 보였다.
Abstract
For the last twenty years, nanocomposites composed of polymer matrices reinforced with carbon nanotubes(CNTs) have been an active research area. Also, the polymeric nanocomposites reinforced with CNTs are being investigated to be used matrices of carbon fiber composites. Carbon fiber composites have achieved advanced properties in the direction of carbon fibers due to enhanced carbon fiber properties. However, the matrix dominated properties need to be improved further to fully utilize the advanced carbon fiber properties. In particular, delamination is a typical and critical reason for fracture of carbon fiber composites. Mode I fracture toughness test which is also often called double cantilever beam (DCB) test shows the resistance to delamination of carbon fiber composites and this test is performed on carbon fiber composite samples incorporated with carbon nanotubes functionalized with various functional groups. The specimens with mat-like CNT layers showed the increased fracture toughness by 10.6%.
참고문헌 (12)
- Bekyarova, E., "Multiscale carbon nanotube-carbon fiber reinforcement for advanced epoxy composites", LANGMUIR, 23(7), pp.3970~3974, AMER CHEMICAL SOC
- Veedu, V.P., "Multifunctional composites using reinforced laminae with carbon-nanotube forests", Nature Materials, 5, pp.457~462 (2006)
- Garcia, E., "Joining prepreg composite interfaces with aligned carbon nanotubes", Composites: Part A, 39, pp.1065~1070 (2008)
- 김한상, "Graphite fiber composites interlayered with single-walled carbon nanotubes", JOURNAL OF COMPOSITE MATERIALS, 45(10), pp.1109~1120, SAGE PUBLICATIONS LTD
- 김한상, "Graphite Nanoplatelets Interlayered Carbon", Epoxy Composites, 200911, pp.47(11), 2779~2784[DOI]
- Lee, S., "Processing and characterization of multi-scale hybrid composites reinforced with nanoscale carbon reinforcements and carbon fibers", Composites: Part A, 42, pp.337~344 (2011)
- 김한상, "탄소나노튜브로 보강된 탄소섬유복합재의 제조공정과 층간전단강도", 한국복합재료학회지, 24(5), pp.34~38 (2011), 한국복합재료학회
- Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics, "ASTM Standard D5528", ASTM International, West Conshohocken, ~ (2003)
- Sadeghian, R., "Manufacturing carbon nanofibers toughened polyester", glass fiber composites using vacuum assisted resin transfer molding for enhancing the mode-I delamination resistance, 2006, pp.37, 1787~1797
- Chandrasekaran, V., "Amino Functionalization of MWNTs and Their Effect on ILSS of Hybrid Nanocomposites", Composite Interfaces, 18(4), pp.339~355 (2011)
- A. P. Mouritz, "Ultrasonic and Interlaminar Properties of Highly Porous Composites", Journal of Composite Materials, 34, pp.218~239 (2000)