Original Article
  • Mechanical Properties of Carbon Fiber/Si/SiC and Carbon Fiber/C/SiC Composites
  • D.W. Shin, S.S. Park, K.D. Kim, S.M. Oh
  • 탄소섬유/Si/SiC 및 탄소섬유/탄소/SiC 복합재의 기계적 물성
  • 신동우(경상대학교 재료공학부 무기복합재료 연구실), 박삼식(경상대학교 재료공학부 무기복합재료 연구실), 김경도(경상대학교 재료공학부 무기복합재료 연구실), 오세민(포항산업과학연구원 탄소재료 연구팀)
Abstract
탄소직포/탄소/SiC 복합재는 탄소직포/탄소 프리폼을 SiC의 유기전구체인 polycarbosilane에 다중함침 열처리하여 제조하였다. 더불어 탄소 섬유의 분율과 배열 형태가 다른 두 가지 종류의 저밀도 탄소/탄소 복합재 즉, 탄소직포(≈55 vol%)/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유(≈ 40 vol%)/탄소 복합재를 1700℃ 진공 분위기에서 용융 실리콘과 반응결합하여 고밀도의 탄소섬유/Si/SiC 복합재도 제조하였다. 이 반응 결합 공정 이전 각 밀도가 1.6g/cm3 인 탄소직포/탄소 복합재와 1.15 g/cm3인 chopped 탄소섬유/탄소 복합재는 반응결합 후 그 밀도가 각각 2.1 g/cm3로 증가하였다. 제조한 복합재는 전형적인 섬유강화 복합재의 파괴거동을 보였으며 반응결합 후 밀도와 stiffness 그리고 탄성 한계 강도 등은 모두 현저히 증가하였다. 3점 곡강도와 인장 시험으로 기계적 물성을 비교평가하였다. 탄소직포/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유/탄소 복합재의 곡강도에 대한 인장 강도의 비는 약 1/3었다. 탄소직포/Si/SiC 복합재의 밀도는 2.06 g/cm3, 최대 곡강도는 ~120 MPa, 탄성한계 응력은 ~80 MPa를 나타내었다.

탄소직포/탄소/SiC 복합재는 탄소직포/탄소 프리폼을 SiC의 유기전구체인 polycarbosilane에 다중함침 열처리하여 제조하였다. 더불어 탄소 섬유의 분율과 배열 형태가 다른 두 가지 종류의 저밀도 탄소/탄소 복합재 즉, 탄소직포(≈55 vol%)/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유(≈ 40 vol%)/탄소 복합재를 1700℃ 진공 분위기에서 용융 실리콘과 반응결합하여 고밀도의 탄소섬유/Si/SiC 복합재도 제조하였다. 이 반응 결합 공정 이전 각 밀도가 1.6g/cm3 인 탄소직포/탄소 복합재와 1.15 g/cm3인 chopped 탄소섬유/탄소 복합재는 반응결합 후 그 밀도가 각각 2.1 g/cm3로 증가하였다. 제조한 복합재는 전형적인 섬유강화 복합재의 파괴거동을 보였으며 반응결합 후 밀도와 stiffness 그리고 탄성 한계 강도 등은 모두 현저히 증가하였다. 3점 곡강도와 인장 시험으로 기계적 물성을 비교평가하였다. 탄소직포/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유/탄소 복합재의 곡강도에 대한 인장 강도의 비는 약 1/3었다. 탄소직포/Si/SiC 복합재의 밀도는 2.06 g/cm3, 최대 곡강도는 ~120 MPa, 탄성한계 응력은 ~80 MPa를 나타내었다.

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  • 1999; 12(3): 8-16

    Published on Jun 30, 1999

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