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유리섬유 복합재료의 파괴인성치에 미치는 다중 벽 탄소 나노튜브와 진공의 영향
구천(Tian Gou),염영진(Young Jin Yum) 대한기계학회 2020 大韓機械學會論文集A Vol.44 No.2
Chopped strand mat(M)과 Woven(W), 두 가지 형태의 유리섬유와 불포화 폴리에스터 수지를 혼합하여 6가지 적층 순서([M₄/M₄], [W₄/W₄], [M₄/W₄], [M/W]₄, [M/W/M/W]S, [W/M/W/M]S)를 갖는 복합재료를 제작하였다. 제작 시 진공을 적용하고 다중 벽 탄소 나노튜브(multi-walled carbon nanotube)를 첨가하여 파괴 인성치에 미치는 영향을 고찰하였다. DCB(Double Cantilever Beam) 시편과 ENF(End-Notched Flexure) 시편을 이용하여 각각 모드 I, II 파괴인성치를 구하였다. 시험 결과 [W/M/W/M]S 조합이 가장 파괴인성치가 큰 것으로 밝혀졌고 fiber bridge가 층간 파괴에 영향을 미침을 확인하였다. 또한 진공을 적용했을 경우와 MWCNT를 첨가하였을 경우 파괴인성치가 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 여러 가지 제작 조건하에서 적절하게 설계된 복합재료 구조가 요구됨을 알 수 있었다. Two types of glass fiber, chopped strand mat (M) and woven (W), were combined together by using unsaturated polyester resin (UPR) in 6 different stacking sequences: [M₄/M₄], [W₄/W₄], [M₄/W₄], [M/W]₄, [M/W/M/W]S and [W/M/W/M]S. The effect of fabrication conditions such as vacuum and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) on the fracture toughness of composites was investigated. Mode I and II fracture toughnesses were obtained from Double cantilever beam (DCB) test and the End-notched flexure (ENF) test respectively. As a result [W/M/W/M]S showed largest fracture toughness and it was found that fiber bridge had a great effect on the fracture behavior. Besides, the vacuum and MWCNTs showed a positive effect on fracture toughness in mode I and mode II tests. Consequently, properly designed structure is recommended under different fabrication conditions.