한양대학교 기계공학부 재료 및 생산 가공 실험 복합재료 파단면 분석 레포트

소개

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목차

1. 시험편 형상 정보

2. 실험 결과
1) 〖[0]〗_6T 시편 파단면 분석 결과
2) 〖[90]〗_8T 시편 파단면 분석 결과
3) 〖[45]〗_8T 시편 파단면 분석 결과

3. 파단면 분석 결과와 측정한 물성치 사이 비교
1) 섬유 파단과 모재 파단의 물성치 비교
2) 〖[90]〗_8T 시편과 〖[±45]〗_2S 시편의 물성치와 파단면 비교

4. 결론

본문내용

1) 〖[0]〗_6T 시편 파단면 분석 결과

〖[0]〗_6T 시편의 경우 탄소 섬유가 배열된 방향으로 인장시험을 진행하고, 인장력에 수진인 방향으로 파단된 시편을 관찰하였다. 아래의 Figure 3,4는 ESEM을 활용하여 파단면을 촬영한 사진들이다. 섬유 복합재료의 경우 섬유의 기계적 물성이 모재의 기계적 물성보다 우수하기 때문에 섬유에서 파단이 발생하면 복합재료의 물성이 우수할 것이라 예상되고, 플라스틱 같은 모재에서 파단이 발생하면 물성이 좋지 않을 것이라 예상할 수 있다. 아래의 Figure 3은 30배율에서 〖[0]〗_6T 시편 파단면을 촬영한 사진이다.

위의 Figure 3을 보면 섬유가닥이 흩어진 것을 확인할 수 있다. 또한 섬유가닥들이 끊어진 것을 볼 수 있는데 이는 복합재료가 섬유에서 파단이 되었음을 의미한다. 그리고 섬유 방향대로 crack이 진전한 것으로 보아 끊어질 때의 충격으로 crack이 벌어졌음을 유추할 수 있다.

위의 Figure 4를 보면 7 ~ 8μm 두께의 섬유 가닥들을 확일 할 수 있다. Figure 3보다 더 명확하게 섬유가닥에서 파단이 발생했음을 확인 할 수 있다. 그리고 Figure 4의 왼쪽부분을 보면 섬유가닥 주변에 모재가 붙어 있음을 확인할 수 있는데 이는 crack이 모재 사이로 섬유방향을 따라 진전되었기 때문이다.

2) 〖[90]〗_8T 시편 파단면 분석 결과

〖[90]〗_8T 시편의 경우 탄소섬유가 배열된 방향에 수직은 방향으로 인장력을 가하여 파단이 발생하였다. 아래의 Figure 5,6은 ESEM을 활용하여 파단면을 촬영한 사진들이다.

위의 Figure 5를 보면 가운데에 섬유가 끊어진 것이 보인다. 이는 섬유가 고르게 배분되지 않아서 생긴 문제이다. 아래의 Figure 6을 보면 결이 세로방향 결이 존재하는 어두운 것과 세로방향 결이 존재하지 않는 밝은 무늬가 존재하는 것을 알 수 있다.

참고자료

· 재료 및 생산 가공 실험 2