본 연구에서는 탄소섬유의 열처리가 탄소섬유 및 탄소섬유 복합재료의 물성에 미치는 영향을 규명하고자 한다. 실험은 PAN계 탄소섬유 T-300을 이용하여 950의 온도에서 각각 2시간, 4시간, 6시간, 8시간, 10시간동안 불활성 분위기에서 열처리 하였다. 열처리가 탄소섬유의 성질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 AFM, 단섬유인장실험, ...
본 연구에서는 탄소섬유의 열처리가 탄소섬유 및 탄소섬유 복합재료의 물성에 미치는 영향을 규명하고자 한다. 실험은 PAN계 탄소섬유 T-300을 이용하여 950의 온도에서 각각 2시간, 4시간, 6시간, 8시간, 10시간동안 불활성 분위기에서 열처리 하였다. 열처리가 탄소섬유의 성질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 AFM, 단섬유인장실험, DCA, EA, 비표면적 분석, XRD, XPS, Micro-droplet실험을 진행하였으며, 열처리된 탄소섬유로 제작한 복합재료의 물리적 성질을 관찰하기 위하여 인장실험, 굽힘실험, 층간전단실험, 낙하충격실험, MODEⅠ실험을 진행하였다. 열처리한 결과, 탄소섬유의 인장강도가 25% 증가하였고, 파단신률 또한 증가하였다. 열처리한 후 탄소섬유 표면에 관능성기들이 거의 남아 있지 않았고, 탄소섬유 비표면적이 증가하였으며 기공 부피도 약 60%정도 증가하였다. 열처리된 탄소섬유로 복합재료를 제조하여 물성측정을 하였을 때, 인장강도가 약 10% 정도 향상되었음을 확인 할 수 있었다. 열처리한 탄소섬유로 만든 복합재료의 경우 6시간 열처리한 탄소섬유로 만든 복합재료의 충격강도가 30% 향상되었고, 최대충격에너지는 400%향상, 최대충격변형률이 30% 향상된 값을 보였다.
본 연구에서는 탄소섬유의 열처리가 탄소섬유 및 탄소섬유 복합재료의 물성에 미치는 영향을 규명하고자 한다. 실험은 PAN계 탄소섬유 T-300을 이용하여 950의 온도에서 각각 2시간, 4시간, 6시간, 8시간, 10시간동안 불활성 분위기에서 열처리 하였다. 열처리가 탄소섬유의 성질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 AFM, 단섬유인장실험, DCA, EA, 비표면적 분석, XRD, XPS, Micro-droplet실험을 진행하였으며, 열처리된 탄소섬유로 제작한 복합재료의 물리적 성질을 관찰하기 위하여 인장실험, 굽힘실험, 층간전단실험, 낙하충격실험, MODEⅠ실험을 진행하였다. 열처리한 결과, 탄소섬유의 인장강도가 25% 증가하였고, 파단신률 또한 증가하였다. 열처리한 후 탄소섬유 표면에 관능성기들이 거의 남아 있지 않았고, 탄소섬유 비표면적이 증가하였으며 기공 부피도 약 60%정도 증가하였다. 열처리된 탄소섬유로 복합재료를 제조하여 물성측정을 하였을 때, 인장강도가 약 10% 정도 향상되었음을 확인 할 수 있었다. 열처리한 탄소섬유로 만든 복합재료의 경우 6시간 열처리한 탄소섬유로 만든 복합재료의 충격강도가 30% 향상되었고, 최대충격에너지는 400%향상, 최대충격변형률이 30% 향상된 값을 보였다.
To examine the effect of heat treatment of carbon fiber on the property variation of the carbon fiber and the carbon fiber reinforced composites, the following procedures were carried out. The high strength type PAN-based carbon fiber T-300 were treated with different times. Each of the carbon fiber...
To examine the effect of heat treatment of carbon fiber on the property variation of the carbon fiber and the carbon fiber reinforced composites, the following procedures were carried out. The high strength type PAN-based carbon fiber T-300 were treated with different times. Each of the carbon fibers were heat treated during 2, 4, 6, 8 and 10hours at 950. The characteristics of the heat treated carbon fibers were studied using atomic force microscope(AFM), single filament tensile test, dynamic contact angle(DCA), elemental analyzer(EA), surface area analyzer(BET), X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and micro-droplet test. After heat treatment of the carbon fiber, the carbon fiber surface functional group were reduced and carbon fiber specific surface area were increased. The mechanical properties of reinforced carbon fiber composites were investigated by measuring the tensile strength test, 3-point bending test, Interlaminar shear strength test, drop-weight test and ModeⅠ test. As a result of the heat treatment, the tensile strength of the 10hours treated carbon fiber were increased by 25% and elongation at break were also increased. Moreover, in the case of composites made of 6hours heat treated carbon fiber, the tensile strength were improved about 10%, impact strength were increased by 30%, maximum impact energy were improved about 400% and maximum impact displacement were increased 30%.
To examine the effect of heat treatment of carbon fiber on the property variation of the carbon fiber and the carbon fiber reinforced composites, the following procedures were carried out. The high strength type PAN-based carbon fiber T-300 were treated with different times. Each of the carbon fibers were heat treated during 2, 4, 6, 8 and 10hours at 950. The characteristics of the heat treated carbon fibers were studied using atomic force microscope(AFM), single filament tensile test, dynamic contact angle(DCA), elemental analyzer(EA), surface area analyzer(BET), X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and micro-droplet test. After heat treatment of the carbon fiber, the carbon fiber surface functional group were reduced and carbon fiber specific surface area were increased. The mechanical properties of reinforced carbon fiber composites were investigated by measuring the tensile strength test, 3-point bending test, Interlaminar shear strength test, drop-weight test and ModeⅠ test. As a result of the heat treatment, the tensile strength of the 10hours treated carbon fiber were increased by 25% and elongation at break were also increased. Moreover, in the case of composites made of 6hours heat treated carbon fiber, the tensile strength were improved about 10%, impact strength were increased by 30%, maximum impact energy were improved about 400% and maximum impact displacement were increased 30%.
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