Influence of Stacking Sequence and Orientation on Tensile and Flexural Properties of Jute/glass/carbon Fiber Epoxy-based Hybrid Composites

Q: 이 논문에서 정의한 하이브리드 복합재료란 무엇인가?

하이브리드 복합재료는 두 가지 이상의 이종 재료를 조합하여 개별 구성 요소의 특성과는 다른 새로운 특성을 얻기 위해 제작된 재료를 의미한다. 특히 천연섬유와 합성섬유를 함께 사용하여 천연섬유 단독으로는 얻기 어려운 기계적 물성 향상을 목표로 한다. 이는 비용 효율적이고 친환경적인 재료 개발을 가능하게 한다.

Q: 황마/유리/탄소섬유 에폭시 복합재료에서 적층 순서가 기계적 물성에 어떤 영향을 미치는가?

연구 결과, 황마(J)/유리(G)/탄소(C) 섬유 에폭시 복합재료에서 섬유의 적층 순서는 기계적 물성에 중대한 영향을 미친다. 특히 JCGs(황마-탄소-유리) 배열은 GJCs(유리-황마-탄소) 배열보다 0° 및 45°/-45° 배향 모두에서 우수한 인장 및 굴곡 특성을 나타냈다. 이는 강도가 높은 섬유를 복합재료의 핵심 부분에 배치하는 것이 물성 향상에 효과적임을 시사한다.

Rajesh Kumar Dewangan; Samarjit Singh; Biplab Das; Manish Bhaskar; Pradeep Patanwar; Pankaj Kumar Gupta; Sung Soo Han; Rakesh Bhaskar

doi:10.7317/pk.2023.47.5.574

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저자정보: Rajesh Kumar Dewangan (Guru Ghasidas Vishwavidyalaya) Samarjit Singh (Guru Ghasidas Vishwavidyalaya) Biplab Das (Guru Ghasidas Vishwavidyalaya) Manish Bhaskar (Guru Ghasidas Vishwavidyalaya) Pradeep Patanwar (Guru Ghasidas Vishwavidyalaya) Pankaj Kumar Gupta (Guru Ghasidas Vishwavidyalaya) Sung Soo Han (영남대학교) Rakesh Bhaskar (영남대학교)

저널정보: 한국고분자학회 폴리머 폴리머 제47권 제5호

발행연도: 2023.9

수록면: 574 - 581 (8page)

DOI: 10.7317/pk.2023.47.5.574

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천연섬유 강화 에폭시 복합재료는 친환경성, 생분해성, 경량성, 저렴한 가격과 같은 탁월한 특징으로 인해 연구자들의 주목을 받고 있으나 물성이 열악하여 기계적 물성을 개선하기 위한 노력이 계속되고 있다. 천연섬유와 합성섬유를 조합하여 하이브리드 에폭시 복합재료를 만들면 천연섬유 강화 에폭시 복합재의 기계적 물성을 크게 개선할 수 있다. 본 연구는 국제적으로 주목받는 황마(J)/유리(G), /탄소(C) 섬유 하이브리드 에폭시 라미네이트 복합재의 인터플라이 및 앵글플라이 배치에서의 인장 및 굴곡 특성에 초점을 두고 제작하여, 이러한 물성에 대한 섬유의 적층 순서와 방향성의 영향을 평가했다. 복합재의 배열순서의 효과를 보면, JCGs의 배열의 경우가 GJCs 배열의 경우 보다, 섬유층의 0° 및 45°/-45° 배향 모두에서, 우수한 인장 및 굴곡 특성을 가졌다. 또한, 인장 강도, 인장 탄성률, 굴곡 강도, 굴곡 탄성률, 강성 및 연성의 경우에도 유사한 결과를 나타내었다. 따라서, 비교적 약한 물성을 가지는 천연섬유를 포함한 복합재료 제조시, 동일한 재료의 조합이지만, 오직 배열의 순서만 바꾸어서, 보다 우수한 기계적 성질을 가지는 복합재료를 제조할 수 있어, 우수한 기계적 성질을 가지는 친환경 하이브리드 에폭시 복합재료의 개발이 가능할 것이다.

#natural fibers #carbon fibers #glass fibers #mechanical property #epoxy-resin based hybrid composite #stacking sequence #fiber orientation

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