복합재료 실험보고서

소개글

복합재료 실험보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

◉ 복합재료의 종류

◉ 복합재료의 제조방법

◉ 복합재료의 파괴형태

◉ 복합재료의 접합

◉ 가정에서 복합재료가 쓰이는 사례 및 사용하는 이유

◉ 고찰

◉ 참고문헌

본문내용

때문에 더 두꺼운 접합부에 효과
적인 접합법. 보통 두께나 두꺼운 접합부에 사용한다.
평면형: 접합 부분에서 순수 접합부분 상실로 생긴다. 높은 하중이 가해
지는 구조에는 부적합
스카프형: 구조적으로 가장 효과적인 접합법. 어떤 경우에는 상호 경화할
수 있다. 모든 두꺼운 접합부에 사용할 수 있으며, 아주 두꺼운
접합부에 반드시 필요하다.
보통 단일랩 접합은 간단하기는 하나 성능이 좋지 않으므로 접합부의 형상이 보다 복잡한 이중랩, 또는 스카프 접합이 두꺼운 복합재료 접착에 많이 사용된다.
접착접합에서는 접합부 끝에서의 응력 집중현상 때문에 파괴가 일어난다. 따라서, 랩의 길이가 응력집중 현상을 격리시킬 수 있는 최소한의 길이 이상이면 랩의 길이를 더 이상 증가시켜도 접합 강도에는 변화가 없게 된다. 또한, 접착접합의 접합부 설계에 있어서 접합부 표면의 처리문제, 온도변화에 따른 응력발생 문제 등이 충분히 고려되어야 한다. 또, 접착 접합부의 설계에도 접합부의 실제구조에 대한 유한요소법을 이용한 응력해석이 필요하다. 이 경우 파괴기준이 문제되는데, 이것은 아직 충분히 연구되지 않았으므로 설계자 개개인의 판단에 따라 적당히 정해야 한다. 또, 대부분의 접착제가 높은 온도에서 경화되므로 접착제와 피접착물의 열팽창계수가 다르므로 응력이 발생하게 되는데, 이 점도 반드시 고려해야한다.
접착제로는 에폭시 계통이 가장 많이 사용되며, 경화 때 수축률이 적고, 안정성과 기계적 특성이 우수하다는 이점이 있다. 에폭시계 접착제는 상온에서 성능이 좋으나, 176℃이상의 고온에서 기계적 특성이 상당히 저하되며, 에폭시-페놀 접착제의 경우 장기간 사용할 때 약 200℃까지 사용해야 한다는 제한이 있다.
접착 접합부의 피로한도는 대개 접착제의 피로한도에 좌우된다. 일반적으로 피로한도는 랩의 길이가 증가함에 따라 증가하나 접착제의 두께가 증가함에 따라 약간 감소한다.
접착 접합부를 제작할 때 가끔 두께가 균일한 접착선을 얻을 수 없는 경우가 많은데, 이러한 경우 보통 와이어 스페이서나 유리선위 망을 넣으면 두께를 일정하게 유지할 수 있다. 이론적으로는 접착제 두께가 증가할수록 접착강도가 증가하게 되는데, 접착제 두께가 너무 두꺼우면 기포가 많아지기 때문에 실제로는 그렇지 않은 경우가 많다. 또, 접착제 두께가 0.13m 이하로 아주 얇은 경우에는 접착강도가 아주 낮아지는데, 적당한 접착제 두께는 0.3m에서 0.26mm정도이다. 접착강도를 크게 하기 위해서는 가능한 응력집중을 방지해야 하는데, 피접합물의 끝을 테이퍼지게 하면 응력집중 정도를 줄일 수 있다.
가정에서 복합재료가 쓰이는 사례 및 사용하는 이유
가정에서 살펴보면 배드민턴 라켓이나 자전거, 골프채, 낚시대 등 많은 제품들이 복합재료로 이루어져 있는 경우가 많다. 이렇게 많은 곳에 복합재료를 사용하는 이유는 각 재료마다의 고유의 특성 중 단점을 극복하고 장점을 극대화하기 위해서이다. 금속은 열, 전기전도도가 우수하고, 소성가공이 가능하지만, 내열성과 내식성에는 취약하다. 반면 세라믹은, 강도가 매우 강하고, 우수한 내열성과 내식성을 가지고 있지만 가공이 어렵고 취성이 커서 쉽게 깨질 수 있으며 열, 전기전도도가 불량하다. 이러한 재료간의 단점들을 보완하고 장점들을 더욱 잘 이용함으로써 우수한 제품을 만들 수 있고, 신소재를 만드는 것보다 비용도 절감되는 효과를 볼 수 있기 때문에 복합재료를 많이 이용하고 있다.
고찰
복합재료에 대해 보고서를 준비하면서 직접 책들을 찾아가며 복합재료에 대한 내용들을 쭉 살펴보면서, 단순히 다른 재료들을 섞는 거라고만 생각했었는데 어떤 재료를 사용하는지, 어떤 방법으로 성형을 하는지, 어떤 방법으로 접합을 하는지 등에 따라 복합재료의 특성이 달라지고 종류가 많이 있다는 것을 알 수 있었다. 현재까지 개발된 플라스틱 수지 복합재료, 금속 복합재료, 세라믹 복합재료, 탄소/탄소 복합재료 등이 항공우주, 자동차, 스포츠, 산업기계, 의료기기, 군수용품, 건축 및 토목자재에 이르기까지 다양하게 응용되고 있듯이, 복합재료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으므로 앞으로의 발전도 무궁무진하다고 생각되고, 복합재료가 앞으로 획기적이고 중요한 분야가 될 것 같다.
참고문헌
①‘복합재료’, 1998, ‘이대길, 정광섭, 최진호’, p.2~15
②‘복합재료’, 1993, ‘이지환, 문창권, 박상보’, p.255~260
③‘최신 복합재료’, 1995, ‘전의진, 이우일, 윤광준, 김태욱’, p.156~166

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복합재료,   재료,   복합