KR102020214B1 - Evaluation method for delamination degree and interfacial strength of composite-material - Google Patents

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Abstract

본 발명은
복합재료 시편에 외력을 가하는 단계;
상기 복합재료 시편을 광원과 촬영장치 사이에 배치하는 단계;
상기 촬영장치가 복합재료 시편을 통과한 광을 촬영하여 이미지를 얻는 단계;
얻어진 이미지를 분석하여 복합재료의 박리(delamination)정도를 판단하는 평가단계;를 포함하는 복합재료의 계면강도 평가방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 방법은 간단한 방법으로 복합재료의 계면강도를 파악할 수 있는 장점이 있다. The present invention
Applying an external force to the composite specimen;
Disposing the composite specimen between a light source and an imaging device;
Photographing the light passing through the composite material specimen by the photographing apparatus to obtain an image;
And an evaluation step of determining a degree of delamination of the composite material by analyzing the obtained image. The method according to the present invention has the advantage of being able to grasp the interfacial strength of the composite material by a simple method.

Description

복합재료의 박리정도 및 계면강도 평가방법{Evaluation method for delamination degree and interfacial strength of composite-material}Evaluation method for delamination degree and interfacial strength of composite-material}

본 발명은 광원 및 촬영 장치를 이용하여 복합재료의 박리정도를 평가하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for evaluating the peeling degree of a composite material using a light source and an imaging device.

탄소섬유, 유리섬유 등과 기재가 혼합된 복합재료는 무게가 가볍고 물리적인 특성이 우수하여 다양한 분야에 이용되고 있으며, 그 이용용도가 점차 확대되는 추세이다. 이러한 복합재료는 통상의 금속 대비 가벼우면서도 기계적 물성이 우수하며, 설계 및 성형이 용이한 장점이 있다. 이러한 장점에 의해 항공우주분야 등과 같은 첨단 기술 분야부터 레저용품에 이르기 까지 넓은 범위로 그 이용이 확대되고 있다. Composite materials mixed with carbon fiber, glass fiber and the like are used in various fields because of their light weight and excellent physical properties, and their usage is gradually increasing. Such a composite material is lighter than conventional metals and has excellent mechanical properties, and has an advantage of easy design and molding. Due to these advantages, their use has been extended to a wide range from high technology fields such as aerospace to leisure products.

그러나 이러한 복합재료의 경우, 외부 충격이나 물리적인 손상 등에 의해 내부의 박리(delamination) 또는 균열과 같은 손상이 발생할 수 있다. 이러한 손상에 의해 종래 가지고 있던 복합재료의 장점을 잃게 되므로, 손상여부를 판별하는 것이 중요하나, 내부 박리 또는 균열과 같은 손상은 외부에서는 판별이 곤란한 측면이 있다. 즉, 이러한 복합재료의 사용 중 발생하는 손상 등은 외부에서 판별이 어려우며, 나아가 사용 중 고가의 장비 등을 이용하여 복합재료의 손상 여부를 판별하는 것은 거의 불가능하다고 볼 수 있다. However, in the case of such a composite material, damage such as internal delamination or cracking may occur due to external impact or physical damage. Since the damage of the conventional composite material is lost by such damage, it is important to determine whether it is damaged, but damage such as internal peeling or cracking is difficult to distinguish from the outside. That is, it is difficult to discriminate the damage occurring during the use of the composite material from the outside, and it can be seen that it is almost impossible to determine the damage of the composite material by using expensive equipment or the like during use.

이에 따라, 간단한 방법으로 복합재료의 박리정도를 평가하기 위한 방법에 대한 필요성이 인식되어, 대한민국 공개특허공보 10-2016-0147393호에서는 광섬유를 이용하여 복합재료의 손상정도를 3차원적으로 평가할 수 있는 평가방법에 대해 개시하고 있으나, 이 경우 역시 평가방법이 복잡한 문제점이 있다. Accordingly, the necessity of a method for evaluating the peeling degree of the composite material is recognized by a simple method, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0147393 can be evaluated three-dimensional damage of the composite material using the optical fiber Although the evaluation method is disclosed, in this case, too, the evaluation method has a complicated problem.

대한민국 공개특허공보 10-2016-0147393호Republic of Korea Patent Application Publication No. 10-2016-0147393

본 발명의 목적은 간단한 방법으로 복합재료의 박리정도를 평가하는 평가방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an evaluation method for evaluating the peeling degree of a composite material by a simple method.

본 발명의 다른 목적은 복합재료의 물성 또한 평가할 수 있는 평가방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an evaluation method that can also evaluate the physical properties of the composite material.

본 발명에 의한 복합재료의 박리정도 평가방법은 Peeling degree evaluation method of the composite material according to the present invention

상기 복합재료 시편을 광원과 촬영장치 사이에 배치하는 단계;Disposing the composite specimen between a light source and an imaging device;

상기 촬영장치가 복합재료 시편을 통과한 광을 촬영하여 이미지를 얻는 단계;Photographing the light passing through the composite material specimen by the photographing apparatus to obtain an image;

얻어진 이미지를 분석하여 복합재료의 박리 정도를 판단하는 평가단계;를 포함하는 복합재료의 박리정도 평가방법. Evaluation step of determining the peeling degree of the composite material by analyzing the obtained image.

본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료의 박리정도 평가방법에서 상기 외력은 압축, 인장, 굽힘 및 비틀림에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다. In the method for evaluating the degree of peeling of the composite material according to an embodiment of the present invention, the external force may be one or two or more selected from compression, tension, bending, and torsion.

본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료의 박리정도 평가방법에서 상기 복합재료 시편의 두께는 1 내지 10 ㎜일 수 있다. In the method for evaluating the peeling degree of the composite material according to an embodiment of the present invention, the thickness of the composite material specimen may be 1 to 10 mm.

본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료의 박리정도 평가방법에서 상기 광원은 200 내지 1000 ㎚ 파장의 광을 인가하는 광원일 수 있다. In the method for evaluating the degree of peeling of the composite material according to an embodiment of the present invention, the light source may be a light source for applying light having a wavelength of 200 to 1000 nm.

본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료의 박리정도 평가방법에서 상기 복합재료는 탄소섬유, 유리섬유, 아라마이드섬유 및 세라믹섬유에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. In the method of evaluating the peeling degree of the composite material according to an embodiment of the present invention, the composite material may include one or two or more selected from carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, and ceramic fibers.

본 발명은 복합재료의 계면강도 평가방법을 제공하며, 본 발명에 의한 복합재료의 계면강도 평가방법은 The present invention provides a method for evaluating the interface strength of a composite material, the method for evaluating the interface strength of a composite material according to the present invention

복합재료 시편에 외력을 가하는 단계;Applying an external force to the composite specimen;

상기 복합재료 시편을 광원과 촬영장치 사이에 배치하는 단계;Disposing the composite specimen between a light source and an imaging device;

상기 촬영장치가 복합재료 시편을 통과한 광을 촬영하여 이미지를 얻는 단계;Photographing the light passing through the composite material specimen by the photographing apparatus to obtain an image;

얻어진 이미지를 분석하는 단계;를 포함한다.Analyzing the obtained image.

본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료의 계면강도 평가방법에서 상기 복합재료의 계면강도는 상기 이미지에서 그림자간 간격이 넓을수록 복합재료의 계면강도가 약한 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of evaluating the interfacial strength of a composite material according to an embodiment of the present invention, the interfacial strength of the composite material may be characterized by a weaker interfacial strength of the composite material as the interval between shadows in the image increases.

본 발명에 의한 복합재료의 굴곡강도 평가방법에 있어서, 본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료 시편은 하기 관계식 1을 만족할 수 있다. In the bending strength evaluation method of the composite material according to the present invention, the composite material specimen according to an embodiment of the present invention may satisfy the following Equation 1.

[관계식 1][Relationship 1]

Figure 112017070579921-pat00001
Figure 112017070579921-pat00001

상기 관계식 1에서

Figure 112017070579921-pat00002
는 복합재료 시편의 실제 굴곡강도이며,
Figure 112017070579921-pat00003
은 하기 계산식 1로 계산된 복합재료 시편의 굴곡강도 계산 값이다.In relation 1
Figure 112017070579921-pat00002
Is the actual flexural strength of the composite specimen
Figure 112017070579921-pat00003
Is the calculated flexural strength of the composite specimens calculated by Equation 1 below.

[계산식 1][Calculation 1]

Figure 112017070579921-pat00004
Figure 112017070579921-pat00004

상기 계산식 1에서

Figure 112017070579921-pat00005
은 기준시편의 그림자간 간격이고,
Figure 112017070579921-pat00006
은 복합재료 시편의 그림자간 간격이며,
Figure 112017070579921-pat00007
는 기준시편의 굴곡강도이고,
Figure 112017070579921-pat00008
은 복합재료 시편의 굴곡강도 계산 값이다.In the above formula 1
Figure 112017070579921-pat00005
Is the spacing between the shadows of the reference specimen,
Figure 112017070579921-pat00006
Is the spacing between shadows of the composite specimen,
Figure 112017070579921-pat00007
Is the flexural strength of the reference specimen,
Figure 112017070579921-pat00008
Is the calculated flexural strength of the composite specimen.

본 발명은 시편을 통과한 광원을 촬영 장치로 촬영하는 간단한 방법으로 복합재료의 박리정도 평가할 수 있는 장점이 있다. The present invention has the advantage of evaluating the degree of peeling of the composite material by a simple method of photographing the light source passing through the specimen with an imaging device.

나아가, 본 발명에 의한 박리정도 평가방법은 극히 단순한 방법으로 복합재료의 물성을 평가할 수 있는 장점이 있다. Furthermore, the peeling degree evaluation method according to the present invention has the advantage of being able to evaluate the physical properties of the composite material in an extremely simple method.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료 박리정도 평가를 수행하기 위한 평가 장치를 간략히 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 방법으로 촬영된 복합재료 시편을 도시한 것이다.
도 3은 시편의 박리정도를 초음파 분석방법으로 분석하고 도식화한 것이다.1 briefly illustrates an evaluation apparatus for performing a composite material peeling degree evaluation according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates a composite specimen photographed by the method according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is the degree of peeling of the specimen analyzed by the ultrasonic analysis method and plotted.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 복합재료의 계면강도 평가방법에 대해 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. Hereinafter, a method for evaluating interfacial strength of a composite material according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided by way of example so that the spirit of the invention to those skilled in the art can fully convey. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, the gist of the present invention in the following description and the accompanying drawings Descriptions of well-known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

본 발명은 The present invention

상기 복합재료 시편을 광원과 촬영장치 사이에 배치하는 단계;Disposing the composite specimen between a light source and an imaging device;

상기 촬영장치가 복합재료 시편을 통과한 광을 촬영하여 이미지를 얻는 단계;Photographing the light passing through the composite material specimen by the photographing apparatus to obtain an image;

얻어진 이미지를 분석하여 복합재료의 박리정도를 판단하는 평가단계;를 포함하는 복합재료의 박리정도 평가방법에 관한 것이다. 본 발명은 이렇게 간단한 방법으로 외부 충격에 의한 기재와 강화섬유의 박리(delamination) 정도를 판단할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점에 의해 복합재료를 포함하는 물건의 사용 중에도, 전문장비 없이 간단한 방법으로 복합재료의 박리여부를 판단할 수 있다.The evaluation step of determining the peeling degree of the composite material by analyzing the obtained image; relates to a method for evaluating the peeling degree of the composite material. The present invention has the advantage of determining the degree of delamination of the base material and the reinforcing fiber by an external impact in such a simple manner. Due to these advantages, it is possible to determine whether the composite material is peeled off in a simple manner without using specialized equipment, even when the article including the composite material is in use.

구체적으로, 본 발명에 의한 복합재료의 박리정도 평가방법은, 촬영된 이미지에 분포하는 그림자를 분석하여, 그림자의 분포에 따라 강화섬유와 기재의 박리여부 등을 판단할 수 있다. 더욱 구체적으로는 강화섬유와 기재의 박리에 의해 박리된 부분은 광의 투과가 어려우며, 결과적으로 상기 이미지에 그림자를 형성하게 된다. 이러한 그림자의 분포로 복합재료의 박리여부를 판단할 수 있는 것이다. Specifically, in the method of evaluating the peeling degree of the composite material according to the present invention, by analyzing the shadows distributed in the photographed image, it is possible to determine whether the reinforcing fibers and the substrate peeling according to the distribution of the shadows. More specifically, the part peeled off by peeling of the reinforcing fiber and the substrate is difficult to transmit light, and as a result, shadows are formed on the image. The distribution of shadows can determine whether the composite material is peeled off.

본 발명에서 의미하는 박리(delamination)라 함은 외력에 의해 복합재료 내에서 강화섬유와 기재가 분리되어 복합재료의 물성을 향상된 물성을 잃게 되는 현상을 의미한다. 이때 외력은 복합재료에 손상을 입힐 수 있는 힘인 경우 제한이 없으나, 구체적으로 압축, 인장, 굽힘 및 비틀림 등에서 하나 또는 둘 이상의 힘의 작용에 의해 복합재료가 손상된 것을 의미할 수 있다. Delamination in the present invention means a phenomenon in which the reinforcing fibers and the substrate are separated from the composite material by external force, thereby losing the improved physical properties of the composite material. In this case, the external force is not limited in the case of a force that can damage the composite material, but may specifically mean that the composite material is damaged by the action of one or more forces in compression, tension, bending and torsion.

아울러, 본 발명에 의한 강화섬유는 기재와 혼합되어 기재의 물성을 강화시키기 위한 섬유상의 물질인 경우 제한이 없으나, 구체적으로 탄소섬유, 유리섬유, 아라마이드섬유 및 세라믹 섬유 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 구체적으로는 탄소섬유 또는 유리섬유일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 기재는 복합재료와 혼합되는 수지상 물질일 수 있으며, 구체적으로는 에폭시수지 및 폴리올레핀 등에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, the reinforcing fiber according to the present invention is not limited in the case of a fibrous material mixed with the substrate to reinforce the physical properties of the substrate, specifically one or two or more selected from carbon fibers, glass fibers, aramid fibers and ceramic fibers, etc. It may be, specifically, may be carbon fiber or glass fiber, but the present invention is not limited thereto. In addition, the substrate may be a dendritic material mixed with the composite material, specifically, may be one or more selected from an epoxy resin and a polyolefin, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료의 박리정도 평가방법에서, 상기 시편의 두께는 복합재료 시편에 가해지는 지나친 외력을 필요로 하지 않으면서도, 이미지를 이용한 분석을 수행하는 관점에서 1 내지 10 ㎜, 바람직하게는 1 내지 5 ㎜일 수 있으나, 광원에서 인가되는 광의 세기, 시편과 광원과의 거리 및 시편과 촬영 장치와의 거리 등에 의해 달라질 수 있음은 물론이다. In the method for evaluating the peeling degree of the composite material according to an embodiment of the present invention, the thickness of the specimen is 1 to 10 mm from the viewpoint of performing an analysis using an image without requiring excessive external force applied to the composite specimen. Preferably, it may be 1 to 5 mm, but may vary depending on the intensity of light applied from the light source, the distance between the specimen and the light source, and the distance between the specimen and the photographing apparatus.

본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료의 박리정도 평가방법에서 상기 광원에서 인가되는 광은 파장이 200 내지 1000 ㎚, 구체적으로는 파장이 300 내지 800 ㎚인 광일 수 있다. 상기 범위내의 광을 인가함으로써 평가에 용이한 이미지를 얻을 수 있는 장점이 있다. In the method for evaluating the degree of peeling of the composite material according to an embodiment of the present invention, the light applied from the light source may be light having a wavelength of 200 to 1000 nm, specifically, a wavelength of 300 to 800 nm. There is an advantage in that an image that is easy for evaluation can be obtained by applying light within the above range.

나아가, 상기 광원에서 인가되는 광의 세기는 시편을 통과하여 상술한 그림자를 포함한 이미지를 얻을 수 있는 범위인 경우 제한이 없으나, 구체적으로 50 내지 800 mW/㎠, 더욱 구체적으로는 100 내지 700 mW/㎠일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. Further, the intensity of the light applied from the light source is not limited in the range where the image including the above-mentioned shadow can be obtained through the specimen, but specifically, 50 to 800 mW / cm 2, more specifically 100 to 700 mW / cm 2. The present invention is not limited thereto.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료의 박리정도 평가방법에서, 광원과 복합재료 시편의 거리 및 복합재료 시편과 촬영 장치와의 거리는, 통상적으로 복합재료 시편을 통과한 광을 촬영하여 이미지를 얻을 수 있는 정도인 경우 제한이 없으나, 각각 10 내지 80 ㎝, 구체적으로는 10 내지 50 ㎝ 거리를 두고 위치할 수 있다. In addition, in the method for evaluating the degree of peeling of the composite material according to an embodiment of the present invention, the distance between the light source and the composite material specimen and the distance between the composite material specimen and the imaging device are typically obtained by photographing light passing through the composite material specimen. If the degree is obtained is not limited, but may be positioned at a distance of 10 to 80 cm, specifically 10 to 50 cm, respectively.

더 나아가, 본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료의 박리정도 평가방법에서, 상기 촬영 장치는 암실에 배치되어 시편을 통과한 광을 이미지화할 수 있다. 구체적으로, 상기 암실의 일면에는 시편이 위치할 수 있으며, 외부로부터 인가되는 광이 시편을 통과하여 암실 내의 촬영 장치로 유입될 수 있으며, 이에 의해 촬영장치가 시편을 통과하는 광을 촬영하여 이미지를 얻을 수 있다. Furthermore, in the method for evaluating the peeling degree of the composite material according to an embodiment of the present invention, the photographing apparatus may be disposed in the dark room to image the light passing through the specimen. Specifically, a specimen may be located on one surface of the dark chamber, and light applied from the outside may pass through the specimen and enter the imaging apparatus in the dark chamber, whereby the photographing apparatus photographs the light passing through the specimen to capture an image. You can get it.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료의 박리정도 평가방법에서 상기 촬영 장치는, 시편을 통과한 광을 이미지화할 수 있는 장치인 경우 제한이 없으며, 구체적으로는 상술한 파장 범위의 빛을 이미지화 할 수 있는 장치일 수 있다. 구체적으로, 상기 촬영 장치는 카메라 등일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, in the method for evaluating the peeling degree of the composite material according to an embodiment of the present invention, the photographing apparatus is not limited in the case of a device capable of imaging the light passing through the specimen, and specifically, the light in the above-described wavelength range It may be a device capable of imaging. Specifically, the photographing apparatus may be a camera or the like, but the present invention is not limited thereto.

본 발명은 또한 복합재료의 계면강도 평가방법을 제공한다. The present invention also provides a method for evaluating interfacial strength of a composite material.

복합재료 시편에 외력을 가하는 단계;Applying an external force to the composite specimen;

상기 복합재료 시편을 광원과 촬영장치 사이에 배치하는 단계;Disposing the composite specimen between a light source and an imaging device;

상기 촬영장치가 복합재료 시편을 통과한 광을 촬영하여 이미지를 얻는 단계;Photographing the light passing through the composite material specimen by the photographing apparatus to obtain an image;

얻어진 이미지를 분석하는 단계;를 포함한다. Analyzing the obtained image.

본 발명에 의한 복합재료의 계면강도 평가방법은 지극히 단순한 방법으로 복합재료의 계면강도를 도출할 수 있는 장점이 있으며, 구체적으로 상기 촬영으로 얻어진 이미지에서 그림자간 간격을 분석하여 그림자간 간격이 넓을수록 복합재료의 계면강도가 약한 것을 특징으로 한다. The method of evaluating the interfacial strength of a composite material according to the present invention has the advantage of deriving the interfacial strength of the composite material by a very simple method. Specifically, the interval between shadows is wider by analyzing the spacing between shadows in the image obtained by the photographing. It is characterized by a weak interfacial strength of the composite material.

복합재료의 계면강도는 외부 충격에 의한 복합재료의 박리 등과 같은 손상을 예측할 수 있는 중요한 물성 중 하나이나, 이를 측정하기 위해서는 전자주사현미경 등과 같은 전문 장비를 이용해야하는 문제점이 있었다. 이에, 본 출원인은 이러한 문제점을 극복하고, 전문장비를 필요로 하지 않으면서도 간단한 방법으로 복합재료의 계면강도를 평가하는 방법을 개발하기 위한 연구를 수행하였다. 연구 결과, 복합재료의 계면강도가 약한 경우, 박리가 넓은 범위에 걸쳐서 일어나고, 반대로 복합재료의 계면강도가 강한 경우 박리가 좁은 범위에서 일어나게 되며, 이러한 박리의 범위는 광을 인가하여 복합재료 시편의 이미지를 얻음으로써 도출할 수 있음을 발견하였다. The interfacial strength of the composite material is one of important physical properties for predicting damage such as peeling of the composite material due to external impact, but in order to measure this, there is a problem of using specialized equipment such as an electron scanning microscope. Accordingly, the present applicant has overcome the above problems and conducted a study to develop a method for evaluating the interfacial strength of the composite material in a simple manner without requiring specialized equipment. As a result, when the interfacial strength of the composite material is weak, peeling occurs over a wide range. On the contrary, when the interfacial strength of the composite material is strong, the peeling occurs in a narrow range. It was found that it can be derived by obtaining an image.

이때, 박리의 범위는 상기 이미지의 그림자간 간격을 분석하여 도출할 수 있으며, 더욱 구체적으로 그림자간 간격은 강화섬유의 배치방향과 수직인 방향을 기준으로 가장 일단에 위치한 그림자 및 다른 일단에 위치한 그림자의 간격을 의미한다. At this time, the extent of peeling can be derived by analyzing the distance between the shadows of the image, more specifically, the distance between the shadows shadows located at one end and the shadow at the other end relative to the direction perpendicular to the placement direction of the reinforcing fibers Means the interval of.

즉, 본 발명에 의한 복합재료의 계면강도 평가방법은, 단순히 광을 통과한 시편을 촬영하는 지극히 간단한 방법으로 강화섬유와 기재와의 계면강도를 평가할 수 있는 장점이 있다. In other words, the method of evaluating the interfacial strength of the composite material according to the present invention has an advantage in that the interfacial strength between the reinforcing fibers and the substrate can be evaluated by a very simple method of simply photographing a specimen that has passed light.

이때 외력이라 함은 복합재료 내에서 강화섬유와 기재의 박리를 유발할 수 있는 힘인 경우 제한이 없으나, 구체적으로 압축, 인장, 굽힘 및 비틀림 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 외력일 수 있다. 나아가, 상기 외력을 가하는 단계는 복합재료 시편의 파손을 유발하지 않는 범위에서 수행될 수 있으며, 구체적으로는 시험하고자 하는 복합재료 시편의 항복점 이전까지 변형을 가하는 정도의 힘이 인가될 수 있으나 본 발명이 이제 제한되는 것은 아니다. In this case, the external force is not limited in the case of a force capable of causing peeling of the reinforcing fiber and the substrate in the composite material, but may be one or two external forces specifically selected from compression, tension, bending and torsion. Further, the step of applying the external force may be performed in a range that does not cause damage to the composite specimen, specifically, a force applied to the degree of deformation until the yield point of the composite specimen to be tested may be applied, but the present invention This is not limited now.

나아가, 본 발명은 복합재료의 굴곡강도 평가방법을 제공하며, 본 발명에 의한 복합재료의 굴곡강도 평가방법은, 본 발명의 일 실시 예에 의해 얻어진 복합재료 시편의 이미지를 통하여 도출할 수 있다. Furthermore, the present invention provides a method for evaluating the flexural strength of a composite material, and the method for evaluating the flexural strength of a composite material according to the present invention can be derived through an image of a composite specimen obtained by an embodiment of the present invention.

상세하게는, 복합재료의 굴곡강도는 상기 얻어진 이미지에서 그림자간 간격이 넓을수록 굴곡강도가 약하며, 그림자간 간격이 좁을수록 굴곡강도가 강한 것을 의미한다. 또한, 상기 복합재료의 계면강도가 강할수록 복합재료의 굴곡강도 또한 높을 수 있다. In detail, the flexural strength of the composite material means that the greater the interval between shadows in the obtained image, the weaker the flexural strength, and the narrower the interval between shadows, the stronger the flexural strength. In addition, as the interfacial strength of the composite material is stronger, the flexural strength of the composite material may also be higher.

구체적으로, 본 발명에 의한 복합재료의 굴곡강도는 하기 관계식 1을 통해 도출될 수 있다. Specifically, the flexural strength of the composite material according to the present invention can be derived through the following relational formula 1.

[관계식 1][Relationship 1]

Figure 112017070579921-pat00009
Figure 112017070579921-pat00009

상기 관계식 1에서

Figure 112017070579921-pat00010
는 복합재료 시편의 실제 굴곡강도이며,
Figure 112017070579921-pat00011
은 하기 계산식 1로 계산된 복합재료 시편의 굴곡강도 계산 값이다.In relation 1
Figure 112017070579921-pat00010
Is the actual flexural strength of the composite specimen
Figure 112017070579921-pat00011
Is the calculated flexural strength of the composite specimens calculated by Equation 1 below.

[계산식 1][Calculation 1]

Figure 112017070579921-pat00012
Figure 112017070579921-pat00012

상기 계산식 1에서

Figure 112017070579921-pat00013
은 기준시편의 그림자간 간격이고,
Figure 112017070579921-pat00014
은 복합재료 시편의 그림자간 간격이며,
Figure 112017070579921-pat00015
는 기준시편의 굴곡강도이고,
Figure 112017070579921-pat00016
은 복합재료 시편의 굴곡강도 계산 값이다. In the above formula 1
Figure 112017070579921-pat00013
Is the spacing between the shadows of the reference specimen,
Figure 112017070579921-pat00014
Is the spacing between shadows of the composite specimen,
Figure 112017070579921-pat00015
Is the flexural strength of the reference specimen,
Figure 112017070579921-pat00016
Is the calculated flexural strength of the composite specimen.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 의한 복합재료의 굴곡강도 평가방법은, 광원 및 촬영 장치를 이용하는 단순한 방법으로, 비교적 높은 신뢰성으로 복합재료 시편의 굴곡강도를 도출할 수 있는 장점이 있다. That is, the method of evaluating the bending strength of the composite material according to the embodiment of the present invention is a simple method using a light source and an imaging device, and has an advantage of deriving the bending strength of the composite specimen with relatively high reliability.

이하 본 발명을 실시 예에 의해 구체적으로 설명한다. 아래에서 설명하는 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명이 하기 실시 예에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. The embodiments described below are intended to help the understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

[실시예 1]Example 1

에폭시 수지(YD-128, KUKDO Chemical)와 유리섬유(SE-1500, Owens corning)를 기준시편, 실험시편 모두 85/200g을 이용하였으며, 경화제로 D-400과 D-2000을 첨가하여 제조한 가로 15 ㎜, 세로 100 ㎜, 두께 3 ㎜의 시편을 이용하여 실험을 수행하였다. Epoxy resin (YD-128, KUKDO Chemical) and glass fiber (SE-1500, Owens corning) used 85 / 200g for both the standard and test specimens, and were prepared by adding D-400 and D-2000 as the curing agent. Experiments were carried out using specimens of 15 mm, 100 mm long and 3 mm thick.

광원은 손전등을 이용하였으며, 카메라는 Nikon coolpix 950을 이용하고, 광원과 시편의 거리는 5 ㎝, 시편과 카메라의 거리는 20 ㎝가 되도록 배치하였으며, 암실을 구비하여 시편은 암실의 일면에 장치하고, 카메라는 암실 내부의 시편을 촬영하도록 하였다. The light source was a flashlight, the camera was a Nikon coolpix 950, the distance between the light source and the specimen was 5 cm, and the distance between the specimen and the camera was 20 cm. The dark room was provided so that the specimen was mounted on one side of the dark room. He photographed specimens in the darkroom.

도 2는 촬영한 기준시편 (a) 및 실험시편 (b)를 도시한 도면이며, 시편의 그림자간 간격을 바탕으로 할 때, 실험시편의 굴곡강도가 낮고 시편에서 박리가 진행될 것을 예상되며, 이를 확인하기 위하여 기준시편 및 실험시편은 만능재료시험기(LR-10K, Lloyd Instrument Ltd)를 이용하여 3점 굽힘 실험 방법으로 굴곡강도를 측정하였다. 도 3은 실험 후 A-scan(GE Inspection Technologies)을 이용한 초음파 분석 방법으로 실험시편에서 박리가 진행됐음을 확인한 것이다. 기준시편의 굴곡강도는 426 MPa, 실험시편의 굴곡강도는 74.4 MPa로 나타나 얻어진 이미지에서 시편의 그림자를 통해 박리 및 그림자 간 간격이 넓을수록 굴곡강도가 낮은 것을 확인할 수 있다. 2 is a view showing the reference specimen (a) and the experimental specimen (b) taken, and based on the interval between the shadows of the specimen, the flexural strength of the experimental specimen is expected to be peeled off from the specimen. In order to confirm the reference specimens and test specimens, the flexural strength was measured by a three-point bending test method using a universal testing machine (LR-10K, Lloyd Instrument Ltd). Figure 3 confirms that the peeling was carried out in the test specimen by the ultrasonic analysis method using the A-scan (GE Inspection Technologies) after the experiment. The flexural strength of the reference specimen was 426 MPa, and the flexural strength of the test specimen was 74.4 MPa. From the obtained image, the flexural strength was lower as the separation and shadow spacing were wider.

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 복합재료 시편에 외력을 가하는 외력 인가 단계;
상기 복합재료 시편을 광원과 촬영장치 사이에 배치하는 배치 단계;
상기 촬영장치가 복합재료 시편을 통과한 광을 촬영하여 이미지를 얻는 촬영 단계;
강화섬유의 배치방향과 수직인 방향을 기준으로 일단에 위치한 그림자 및 다른 일단에 위치한 그림자의 간격을 분석 하는 이미지 분석 단계; 및
하기 계산식 1을 통해 굴곡강도 계산 값을 산출하는 굴곡강도 산출 단계;를 포함하며,
상기 복합재료는 강화섬유와 기재를 포함하고,
상기 산출된 굴곡강도 계산 값은 하기 관계식 1을 만족하는 것인 복합재료의 굴곡강도 평가방법.
[계산식 1]
Figure 112019503100542-pat00034

(상기 계산식 1에서
Figure 112019503100542-pat00035
은 기준시편의 그림자간 간격이고,
Figure 112019503100542-pat00036
은 복합재료 시편의 그림자간 간격이며,
Figure 112019503100542-pat00037
는 기준시편의 굴곡강도이고,
Figure 112019503100542-pat00038
은 복합재료 시편의 굴곡강도 계산 값이다.)
[관계식 1]
Figure 112019503100542-pat00039

(상기 관계식 1에서
Figure 112019503100542-pat00040
는 복합재료 시편의 실제 굴곡강도이며,
Figure 112019503100542-pat00041
은 하기 계산식 1로 계산된 복합재료 시편의 굴곡강도 계산 값이다.)Applying an external force to the composite specimen;
Placing the composite specimen between a light source and an imaging device;
A photographing step of photographing, by the photographing apparatus, the light passing through the composite material specimen to obtain an image;
An image analysis step of analyzing a distance between the shadow located at one end and the shadow located at the other end based on a direction perpendicular to the placement direction of the reinforcing fiber; And
It includes; bending strength calculation step of calculating the bending strength calculation value through the following formula 1;
The composite material includes a reinforcing fiber and a substrate,
The calculated flexural strength calculated value satisfies the following relation 1 flexural strength evaluation method of the composite material.
[Calculation 1]
Figure 112019503100542-pat00034

(In the above formula 1
Figure 112019503100542-pat00035
Is the spacing between the shadows of the reference specimen,
Figure 112019503100542-pat00036
Is the spacing between shadows of the composite specimen,
Figure 112019503100542-pat00037
Is the flexural strength of the reference specimen,
Figure 112019503100542-pat00038
Is the calculated flexural strength of the composite specimen.)
[Relationship 1]
Figure 112019503100542-pat00039

(In the above relation 1
Figure 112019503100542-pat00040
Is the actual flexural strength of the composite specimen
Figure 112019503100542-pat00041
Is the calculated flexural strength of the composite specimen as calculated by Equation 1 below.)
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