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학위논문 상세정보

Basalt/epoxy 복합재료의 CNT/그라핀 함량에 따른 기계적 특성 연구 원문보기

  • 저자

    조경식

  • 학위수여기관

    경희대학교 일반대학원

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    기계공학과

  • 지도교수

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

    38p.

  • 키워드

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13536597&outLink=K  

  • 초록

    세계적으로 광범위 하게 분포되어 있는 현무암을 소재로 하는 현무암 섬유는 친환경적 광물섬유로 유기섬유를 대체 할 수 있는 차세대 무기섬유이다. 현무암 섬유는 다른 섬유 대비 인체에 유해성이 적으며 기계적 특성이 좋고 화학적 저항성이 뛰어나다. 위와 같은 이유로 현무암 복합 소재 관련 연구가 전 세계적으로 활발히 진행 되고 있다. Ronkay와 Czigany는 Basalt/PET 복합재가 Glass fiber 복합재 대비 Impact power와 Bending, Tensile 에서의 우수성을 확인 하였으며 [1] Liu et al은 Basalt/Epoxy 복합재가 Glass fiber/Epoxy와 유사한 Tensile을 가지고 있음을 확인 하였다. [2] 또한 Chen et al은 MWCNTs/Epoxy의 표면 처리 후 기계적 특성이 향상됨을 확인 하였다. [3] 본 연구는 Basalt fiber가 갖고 있는 열적 성질, 내구성, 강도 같은 장점을 가지면서 동시에 첨가물 함량에 따라 고강도, 내마모성 등과 같은 기계적 특성을 확인 하기 위해 실시 되었다. 첨가한 Nano powder 는 CNT(Carbon Nano Tube) 와 Graphene이며 두 물질은 탄소 6각형, SP2 결합이 특징이다. 최근 차세대 신소재로 활발히 연구되고 있는 두 가지 물질을 본 연구에서는 함량에 차이를 주어 첨가 후 기계적 특성을 분석 하였다. 시편제작은 Basalt fiber에 Epoxy/경화제를 혼합 후 CNT/Graphene을 첨가하여 Hot press로 압축을 진행 하였으며 제작 시편으로 인장, 굽힘, 마모 실험을 실시하였다. 본 연구를 통해 CNT/Graphene 함량이 첨가 되지 않은 Basalt fiber 복합재 대비 CNT/Graphene의 함량을 첨가한 Basalt fiber 복합재에서 약 50% ,19% Bending 강도와 인장 강도가 향상 되었다는 것을 확인 하였다. 또한 Basalt fiber 나노 복합재의 CNT/Graphene Nano Powder와 Epoxy 수지사이의 결합력이 증가됨을 FE-Sem image를 통해 확인 되었다.


    Basalt Fiber is a material made from extremely fine fibers of basalt. It is similar to carbon fiber and fiberglass, having better properties in terms of thermal stability, durability, and tensile strength, but being significantly cheaper than carbon fiber. That's the reason why Basalt Fiber is used in various industries. The purpose of this study is to investigate the effect of CNT/Graphene content on the mechanical properties of Basalt/Epoxy composites such as anti-wear, high strength and so on. For the specimen preparation, Epoxy hardeners were mixed with Basalt fiber and then CNT/Graphene was added. After the process of Hot press, with this standard-made specimen, flexure stress, tensile stress and wear loss tests were performed. The test results indicated that the specimen added CNT/Graphene to Baslat fiber/Epoxy has high tensile stress and flexure stress compared to the reference specimen which was added nothing. In the bending test, the flexure stress of 100%-CNT-added specimen was higher than those of other specimen. Also, the FE-SEM image showed that the adhesion between CNT/Graphene and Epoxy increased. The flexure stress and Tensile stress of the CNT/Graphene-added specimen were improved 50% and 19% respectively compared to those of the reference specimen which was added nothing. In the wear loss test, the CNT/Graphene added specimen was improved 25% and 100%-Graphene-added and 100%-CNT-added specimen were improved 50% respectively compared to the reference specimen.


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