초록 ▼

본 연구에서는 탄소/탄소 복합재료를 제조하기 위하여 국산 PAN계 탄소직물과 페놀수지를 사용하여 성형한 green 복합재료의 탄화과정 동안 발생하는 기공 및 보이드를 더욱 효율적으로 채우기 위하여, 초음파함침, 동시 가압/가열함침, 그리고진공함침 방법에 따른 furfuryl 알콜 함침제의 함침효율성을 비교, 분석하였으며, 흑연분말의유·무가 그 효율성에 미치는 영향과 관련소재의 열안정성을 조사한 결과를 다음과 같이 요약할 수 있다.본 연구에 사용된 출발물질에 대한 열안정성과 중량감소 변화를 자세히 조사하였다. 수지함침을 위

본 연구에서는 탄소/탄소 복합재료를 제조하기 위하여 국산 PAN계 탄소직물과 페놀수지를 사용하여 성형한 green 복합재료의 탄화과정 동안 발생하는 기공 및 보이드를 더욱 효율적으로 채우기 위하여, 초음파함침, 동시 가압/가열함침, 그리고진공함침 방법에 따른 furfuryl 알콜 함침제의 함침효율성을 비교, 분석하였으며, 흑연분말의유·무가 그 효율성에 미치는 영향과 관련소재의 열안정성을 조사한 결과를 다음과 같이 요약할 수 있다.본 연구에 사용된 출발물질에 대한 열안정성과 중량감소 변화를 자세히 조사하였다. 수지함침을 위하여 제시된 A,B 및 C 방법 중, 함침/경화 시 압력과 열을 동시에 가한 B 방법이탄소/탄소 복합재료의 함침효율성 향상에 가장 크게 기여하였다. 이러한 결과는 광학현미경을 사용하여 관찰한 미세구조 거동과 일치하였다. 즉, B 방법에서 수 ㎛의 micropore 뿐만 아니라, 20∼40㎛ 범위의 다소 큰 macropore들도 함침제에 의해서 효과적으로 채워졌음이 분명히 관찰되었다. 열처리된 흑연분말이 함침효율성에 미치는 영향을 조사한 결과, B방법에서 10 wt%의 흑연분말이 첨가된 경우를 제외하고는, 흑연분말 첨가량이 함침효율성에 미치는 영향은 중요하게 작용하지 않았다. 또한, 본 연구에서는 복합재료 제조시 사용된열처리온도가 탄소/탄소 복합재료의 미세구조와 열안정성에 미치는 영향도 조사하였다. 특히, 2000℃에서 고온열처리된 복합재료를 구성하는 탄소섬유들의 간격이 좁아지며, 섬유/매트릭스가 더욱 치밀하게 구성되어 있었다. Ply와 ply 사이의 보이드 크기와 수도 고온열처리에 의해서 감소되었다. 함침/경화 공정에 의해 증가된 함침수지의 양과 열중량 분석실험으로부터 얻은 결과가 서로 잘 일치하는 경향을 보여주었다.

Abstract ▼

In this study, the impregnation efficiency in the fabrication ofcarbon/carbon composites prepared by three different resin impregnationmethods(ultrasonic, simultaneous pressure/heat and vacuum methods) using furfurylalcohol impregnant was examined and compared to effectively

In this study, the impregnation efficiency in the fabrication ofcarbon/carbon composites prepared by three different resin impregnationmethods(ultrasonic, simultaneous pressure/heat and vacuum methods) using furfurylalcohol impregnant was examined and compared to effectively fill the pores and voidsformed during a carbonization process of PAN-based carbon fabric-phenolic composite.The effect of the absence and presence of graphite powders in the impregnant on theimpregnation efficiency and the thermal stability of related materials was also studied.The summary of the result is as follows.The thermal stability and weight change for the starting materials used in the presentstudy were thoroughly examined. Among the A, B and C resin impregnation methodssuggested here, the method B which pressure and heat are simultaneously appliedduring impregnation/cure processes most contributed to the improvement of impregnationefficiency in the fabrication of carbon/carbon composites. The result agreed with themicrostructural behavior observed from an optical microscope. It was obviouslyobserved in the impregnated composite prepared by the method B that not onlymicropores with few ㎛ size but also relatively large pores with 20∼40 ㎛ size areeffectively filled by the impregnant. However, the effect of the addition of heat-treatedgraphite powders on the impregnation efficiency was not significant with exception ofthe case of 10 wt% graphite powders in the method B. In addition, the influence ofheat-treatment temperature on the microstructure and thermal stability of thecarbon/carbon composites used was also investigated. It was observed the carbon fibersin the composite heat-treated at 2000℃ were in the closer proximity than thoseheat-treated at 1000℃, showing dense fiber/matrix interfaces. The size and number ofpores and voids distributed between plies were diminished. The study also suggestedthat the results between the weight gain of the resin impregnant by impregnation/cureprocesses and the weight loss in the impregnated composite detected fromthermogravimetric analysis were comparable with the consistent tendency.

목차 Contents

• I. 서론...7
• II. 연구 방법 및 실험...13
• III. 결과 및 고찰...23
• IV. 결론...59
• V. 인용문헌...61