Name: 새로운 복합 제조 방법의 실험적 구현: 소프트 레이어 방법으로 복합 표면에 벌 거 벗은 섬유 노출 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-06T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 26 s
Description: 배우세요 소프트 레이어 방법으로 복합 표면에 벌 거 벗은 섬유를 노출하는 기술을 통해 전기 전도성과 기계적 강도를 향상시키는 방법을. 이 비용 효율적인 제조 공정은 표면 처리 없이도 높은 생산성을 달성합니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

이 연구는 기후 변화 연구 허브의 한국 과학 기술원에 의해 지원 되었다 (부여 제 N11160012), 과학기술부, 정보 통신 및 미래 계획 (부여 제 2011-0030065)에 의해 선도 외국 연구 연구소 채용 프로그램 한국 국립 연구 재단을 통해 자금 최고의 인적 자원 교육 프로그램의 지역 신 산업을 통해 국가 연구 재단의 한국 (NRF)는 부의 과학, ICT와 미래 계획 (no를 부여 합니다. NRF-2016H1D5A1910603). 그들의 지원이 크게 감사.

1. 재료 준비 <ol><li>복합 재료의 준비 참고: 주의 제발 사용 하기 전에 모든 관련 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오. 이 방법에 사용 되는 화학 물질의 여러 발암 성 및 독성이 있을 수 있습니다. 나노 재료는 그들의 대량 대응에 비해 추가 위험 할 수 있습니다. 공학적 통제 (연기 후드, 글로브 박스) 및 개인 보호 장비 (보호 안경, 장갑, 실험실 코트, 전장 바지, 폐쇄 발가락 신발)의 사용을 포함 하 여 실험을 수행할 때 모든 적절 한 안전 관행을 사용 하십시오. 
	참고: 응용 프로그램에 따라 강화 섬유의 종류 수 하나 또는 다음의 조합: 단방향 섬유, 직물, 비-짠 느낌, 잘게 잘린된 섬유.
	<ol><li>단방향 섬유 유형 <ol><li>사용 전 수태 복합 재료 (프리 프레 그), 그것은 사용 하기 가장 편리.</li>
			<li>0 °와 90 °를 피하기 위해 분할 포함 된 스택 순서로 프리 프레 그를 스택. 예를 들어로 스택 [0 3 / 90 3] s.</li>
		</ol></li> <li>짠 직물 유형 <ol><li>준비 짠된 탄소 섬유 및 필름 형 에폭시 수 지. 프리 프레 그를 사용 하 여 단계 1.1.2.1 1.1.2.6 건너뜁니다.</li>
			<li>정화 99.5% 아세톤 또는 다른 용 매 탈지에 직물. 오염을 피하기 위하여 청소 후 직물을 처리할 때 주의 가져가 라. 깨끗 한 표면 또는 보풀 지우기에 직물을 놓습니다.</li>
			<li>10 분에 대 한 주위 조건 하에서 건조 하 여 용 매를 제거</li>
			<li>껍질 에폭시 수 지의 백업 영화 고 탄소 직물의 1 가닥 1 가닥의 필름 타입 에폭시 연결할.</li>
			<li>에폭시 연결 된 탄소 직물은 미리 10 70 ° C에가 열 하는 뜨거운 접시에 배치 미리 임신에 대 한 s.</li>
			<li>10 분 주변 조건에서 준비 프리 프레 그를 냉각 하 고 다른 백업 영화 벗기다.</li>
			<li>스택 원하는 스태킹 순서를 가진 직물; 예를 들어 [0]로 스택 3.</li>
		</ol></li> <li>비-짠 느낌 <ol><li>직 펠트 준비.</li>
			<li>정화 99.5% 아세톤 또는 다른 용 매 탈지에 대 한 느낌. 오염을 방지 하는 세 안 후 느낌을 처리할 때 주의 가져가 라. 깨끗 한 표면 또는 보풀 지우기에 펠트를 놓습니다.</li>
			<li>껍질 에폭시 수 지의 백업 영화 고 탄소 양쪽에 느꼈다 1 가닥에 연결할 필름 형 에폭시 3 plies.</li>
			<li>장소 에폭시 연결 된 탄소는 미리 10 70 ° C에가 열 하는 뜨거운 접시에 느낀 전 임신에 대 한 s.</li>
			<li>10 분 대기 상태에서 준비 프리 프레 그를 냉각 하 고 다른 백업 영화 벗기다.</li>
		</ol></li></ol></li> <li>소프트 레이어 준비 참고: 소프트 레이어, 소계 (PTFE) 또는 플 루 오 르 에틸렌 프로필 렌 (FEP), 폴 리 에틸렌 이나 폴 리 프로필 렌, 폴리올 레 핀 등 약품에 대 한 또는 합성 고무 실리콘 고무는 fluoroelastomer 등을 사용할 수 있습니다. 이 프로토콜에서 FEP 필름 채택 되 고 그것의 항복 강도 방울 크게 이상 120 ° C. 25 µ m 두께 FEP는 두꺼운 100 µ m 두께 FEP는 직물에 대 한 적절 한 단방향 섬유 및 비 짠 느낌된 합성, 적합 복합 10을 입력 합니다.
	<li>정화 99.5% 아세톤과 소프트 레이어 <ol>. 주름과 핀 홀을 피하기 위해 주의 처리.</li>
		<li>닦아 소프트에 아세톤에서 보풀 잎사귀와 레이어. 아무 오염 소프트 레이어 때문에 그것은 합성 치료 과정 동안 전송 됩니다 확인 하십시오. 이러한 합성 뿐만 아니라 압축 형 손상 될 수 있기 때문에 항상 먼지와 작은 입자에서 부드러운 레이어를 유지.</li>
	</ol></li></ol> 2. 복합 제조 <ol><li>압축 금형의 설치 <ol><li>크기 120 m m × 120 m m의 구멍을 가진 압축 형 준비.</li>
		<li>압축 금형 몰드 릴리스를 적용 됩니다. 간단 하 게 붙여 또는 스프레이 금형에 몰드 릴리스 및 몰드 릴리스 남아의 단지 얇은 층까지 보풀 물티슈로 닦아.</li>
		<li>준비 복합 라미네이트 118 m m × 118 m m의 크기로 잘라.</li>
		<li>더 낮은 형에 25 µ m 두께 FEP 필름의 장소 1 가닥.</li>
		<li>FEP 필름에 복합 라미네이트를 놓고 다른 FEP 필름 라미네이트에 배치.</li>
		<li>부드러운 레이어를 평평 하 고 부드러운 레이어 및 복합 라미네이트 사이 갇힌 기포 제거.</li>
		<li>압축 성형 금형 닫습니다.</li>
	</ol></li> <li>압축 성형 <ol><li>150 뜨거운 압박 열 ° c. 
		참고: 금형 내부 시료의 온도이 상태에서 140 ° C. 낮은 온도 사용 하 여도 탄성 중합체 또는 폴리올 부드러운 레이어 채택 되 면 가능 하다. 모두 합성의 경화 온도 및 경화 온도 결정 하는 소프트 레이어의 연 화 온도 고려 하십시오.</li>
		<li>뜨거운 압박에 금형 장소.</li>
		<li>적용 압력 뜨거운 압박을 사용 하 여, 치료 일정 및 압력 복합 유형에 따라 다릅니다.
		<ol><li>단방향 섬유 복합 적용 30 분 20 MPa의 압력을 일정, 추가 과정이 필요 없습니다.</li>
			<li>직물 유형 복합 적용 20 MPa. 4 분 8 분 후에, 적용된 압력 0 놓고 즉시 20 MPa를 다시 적용. 
			참고:이 과정은 불린다 정화, 그리고 그 목적은 제거 과도 한 수 지와 봉된 공기 방울. 정화 단계 수 합성;의 크기에 따라 증가 될 수 있습니다. 더 큰 크기 합성 더 제거 해야합니다.
			그러나 <ol><li>, 수 지의 점도 증가, 시작 후 할 제거 되지. 총에서 30 분을 위한 치료.</li>
			</ol></li> <li>비 짠 느낌 유형 합성, 3 MPa 공 극 귀 착될 것 이다 압력 슛의 30 분 주의 대 한 적용 및 최종 제품에 결함. 천천히 압력 오버 슈트를 방지 하는 압력을 증가.</li>
		</ol></li> <li>조작된 합성의 유리 전이 온도 120 ° C 아래에 압력을 해제 하지 않고 뜨거운 압박에 압축 금형 냉각.</li>
		<li>압력을 놓고 뜨거운 압박에서 압축 몰드 제거.</li>
		<li>압축 금형에서 최종 제품을 demold.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Hwang, I. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775308012391">Bipolar plate made of carbon fiber epoxy composite for polymer electrolyte membrane fuel cells.</a> J Power Sources. 184 (1), 90-94 (2008).</li>
<li>Avasarala, B., Haldar, P. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037877530802185X">Effect of surface roughness of composite bipolar plates on the contact resistance of a proton exchange membrane fuel cell.</a> J Power Sources. 188 (1), 225-229 (2009).</li>
<li>Yu, H. N., Lim, J. W., Kim, M. K., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822311004922">Plasma treatment of the carbon fiber bipolar plate for PEM fuel cell.</a> Compos Struct. 94 (5), 1911-1918 (2012).</li>
<li>Lim, J. W., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319912013390">Development of composite-metal hybrid bipolar plates for PEM fuel cells.</a> Int J Hydrogen Energy. 37 (17), (2012).</li>
<li>Kim, B. G., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775309017054">Electromagnetic-carbon surface treatment of composite bipolar plate for high-efficiency polymer electrolyte membrane fuel cells.</a> J Power Sources. 195 (6), 1577-1582 (2010).</li>
<li>Kim, B. G., Lim, J. W., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+single-type+aluminum%2Fcomposite+hybrid+bipolar+plate+with+surface+modification+for+high+efficiency+PEMFC%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Hydrogen+Energy%22%5BJournal%5D)">A single-type aluminum/composite hybrid bipolar plate with surface modification for high efficiency PEMFC.</a> Int J Hydrogen Energy. 36 (4), 3087-3095 (2011).</li>
<li>Yu, H. N., Lim, J. W., Suh, J. D., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775311015230">A graphite-coated carbon fiber epoxy composite bipolar plate for polymer electrolyte membrane fuel cell.</a> J Power Sources. 196 (23), 9868-9875 (2011).</li>
<li>Kim, K. H., Kim, B. G., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822313005825">Development of carbon composite bipolar plate (BP) for vanadium redox flow battery (VRFB).</a> Compos Struct. 109, 253-259 (2014).</li>
<li>Lee, D., Lim, J. W., Nam, S., Choi, I., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822315002469">Gasket-integrated carbon/silicone elastomer composite bipolar plate for high-temperature PEMFC.</a> Compos Struct. 128, 284-290 (2015).</li>
<li>Lee, D., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822315011563">Electro-mechanical properties of the carbon fabric composites with fibers exposed on the surface.</a> Compos Struct. 140, 77-83 (2016).</li>
<li>Lee, D., Lim, J. W., Nam, S., Choi, I., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822315007321">Method for exposing carbon fibers on composite bipolar plates.</a> Compos Struct. 134, 1-9 (2015).</li>
<li>Lee, D., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775316309119">Carbon composite bipolar plate for high-temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFCs).</a> J Power Sources. 327, 119-126 (2016).</li>
<li>Lee, D., Choe, J., Nam, S., Lim, J. W., Choi, I., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822316322590">Development of non-woven carbon felt composite bipolar plates using the soft layer method.</a> Compos struct. 160, 976-982 (2016).</li>
<li>Lee, D., Lim, J. W., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822317301769">Cathode/anode integrated composite bipolar plate for high-temperature PEMFC.</a> Compos Struct. 167, 144-151 (2017).</li>
<li>Lee, D., Oh, Y., Nam, S., Choe, J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S026382231632685X">Adhesion Characteristics of Fiber-exposed Glass Composites.</a> Compos Struct. 165, 9-14 (2017).</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

소프트 레이어 메서드는 전통적인 방법, 그리고 낮은 제조 비용에 비해 상당한 이점을 제공 합니다. 모든 세 가지 유형의 소프트 레이어 방법에 의해 제조 하는 복합 전기적 특성, 기계적 특성, 가스 침투성 및 접착 속성 고유한 특성을 표시 합니다.
전기 속성의 측정을 위해 4 포인트 프로브 방법은 사용 되었다. ASR 5 번 측정 했다 그리고 평균 값 그 바이 폴라 플레이트에 대 한 대표 값으로 찍은. 총 5 개의 바이 폴라 플레이트 측정 되었다, 그리고 최대 및 최소 ASR 값이 오차 막대에 대 한 사용 되었다.
통해 두께 방향에서 전기 전도도 노출된 탄소 섬유 (그림 2a)으로 크게 증가 하 고 ASR의 DOE 대상 (학과 미국, 에너지의) 만족 &#60; 압축 아래 20 mΩ∙cm2 1.38 MPa의 압력입니다. 기계적 성질 측정에 대 한 인장 시험 AS...

바이 폴라 플레이트는 에너지 변환 시스템 및 연료 전지 및 배터리 같은 에너지 저장 시스템의 다기능 핵심 구성 요소입니다. 바이 폴라 플레이트의 주요 기능 요구 사항은 다음과 같습니다: 통해 두께 방향으로 높은 압축 압력 및 외부 충격, 높은 견딜 저항 손실, 높은 기계적 성질을 줄이기 위해 높은 전기 전도도 대량 생산을 위한 생산성입니다.
비해 흑연 및 금속 통상 바이 폴라 플레이트에 대 한 자료로 채택 되었다, 탄소 섬유/에폭시 복합 재료는 높은 특정 강도 및 강성,이 시스템의 무게 크게에 의해 감소 될 수 있다 복합1기존의 바이 폴라 플레이트 재료를 교체. 그러나, 기존의 탄소/에폭시 복합 재료 합성 표면에 형성 되는 수 지 풍부한 레이어 때문 통해 두께 방향으로 귀착되는 큰 면적 비 저항 (ASR), 빈약한 전기 전도도 가진다. 절연 수 지 부자 층 전도성 탄소 섬유와 같은 다른 바이 폴라 플레이트, 가스 확산 층 (GDL), 인접 한 구성 요소 간의 직접 접촉을 방지 하 고 탄소 전극 (CFE)를 느꼈다.
수 지-부자 계층 인해 높은 ASR를 해결 하기 위해 많은 연구 했다. 첫 번째 방법은 표면 처리 방법을 수 지 풍부한 레이어를 선택적으로 제거 했다. 예를 들어 기계적 마모 표면2에 수 지를 제거 하려고 했습니다. 그러나, 탄소 섬유 또한 손상 되었다, 가난한 ASR 결과. 플라즈마 치료3,4 , 전자 렌지 치료 방법5,6 또한 섬유의 손상을 방지 하기 위해 개발 되었습니다 하지만 그들은 낮은 생산성과 균일도에 결과. 두 번째 방법은, 전도성 층 코팅 방법, 확장 된 흑연을 코팅7,8에 포함 되어 있습니다. 이 메서드는 성공적으로 ASR을 감소 하 고 합성 바이 폴라 플레이트를 제조 하는 표준 방법으로 여겨 왔다. 그러나, 그것은 비용이 많이 드는 하 고 내구성 및 박 리 문제 때문에 낮은 기계적 강도 있다.
이 연구에서 "소프트 레이어 방법", 소설 제조 탄소 섬유 복합 바이 폴라 플레이트 표면에 노출 될 수 있는 방법 시연입니다. 이 방법의 주요 목적은 낮은 제조 비용으로 낮은 ASR를 얻을 것입니다. 소프트 레이어 방법 압축 형과 바이 폴라 플레이트 사이 폴리머 형 필름 등 얇은 부드러운 레이어를 채택 한다. 압축 형 및 소프트 레이어 분리에서 치료 후 조작된 바이 폴라 플레이트 표시 탄소 섬유 후 표면 치료 없이 표면에 노출 됩니다. 이 방법 뿐만 아니라 ASR을 감소 하지만 크게 기계적 특성 증가 및 가스 침투성 문제 해결. 이 방법은 많은 다른 목적을 위해 적용할 수 있습니다: 전기 전도성 격판덮개, 얇은 합성의 제조 및 표면 처리 없이 공동 접착제의 제조의 개발.

<table><tbody><tr><td>단방향 탄소/에폭시 프리프레그</td><td>SK Chemicals</td><td>USN020</td><td>단방향 탄소 복합재 제작에 사용</td></tr><tr><td>평직 탄소 직물/에폭시 프리프레그</td><td>SK Chemicals</td><td>WSN 1k</td><td>직물 탄소 복합재 제작에 사용</td></tr><tr><td>평직 탄소 섬유</td><td>SK Chemicals</td><td>C-112</td><td>직물 탄소 복합재 제작에 사용</td></tr><tr><td>부직포 탄소 펠트</td><td>Newell</td><td>흑연 펠트 3mm</td><td>펠트 탄소 복합재</td></tr><tr><td>필름형 에폭시 수지</td><td>SK Chemicals</td><td>K51</td> 복합 <td></td></tr><tr><td>아세톤 99.5%</td>의 매트릭스로 사용 <td>삼춘</td><td>67-64-1</td><td>탄소 섬유 및 연질층을 세척하는 데 사용</td></tr><tr><td>이형</td><td>ShinEtsu</td><td>KF-96</td> 이형 필름<td>을 코팅하는 데 사용</td></tr><tr><td></td><td>Airtech</td><td>A4000V</td> 로 <td>사용 소프트 레이어</td></tr><tr><td>압축 금형</td><td>N / A</td><td>N / A</td><td>실험실에서 가공. 재질 : NAK80</td></tr><tr><td>핫 프레스</td><td>Hydrotek 100</td><td>N / A</td><td>압력 및 열을 가하는 데 사용</td></tr><tr><td>주사 전자 현미경</td><td>FEI Compnay</td><td>Magellan 400</td><td>복합재의 표면을 조사하는 데 사용</td></tr></tbody></table>

새로운 복합 제조 방법의 실험적 구현: 소프트 레이어 방법으로 복합 표면에 벌 거 벗은 섬유 노출

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

바이 폴라 플레이트는 양성자 교환 막 연료 전지 (PEMFCs)과 바나듐 산화 환 원 흐름 배터리 (VRFBs)에서 핵심 구성 요소입니다. 그것은 높은 전기 전도도, 높은 기계적 특성, 및 높은 생산성을가지고 있어야 하는 다기능 구성 요소입니다.
이와 관련, 탄소 섬유/에폭시 수 지 합성에 수시로 지도 하는 전체 시스템의 치명적인 오류가 고유의 그것의 취 성 때문에 기존의 흑연 양극 격판덮개를 대체 하는 이상적인 물자 일 수 있다. 탄소/에폭시 복합은 높은 기계적 성질 하 고 제조 하기 쉽습니다, 그것의 표면에 형성 하는 수 지 풍부한 레이어 때문에 통해 두께 방향에서 전기 전도도 가난. 따라서, 확장 된 흑연 코팅 전기 전도도 문제를 해결 하기 위해 채택 되었다. 그러나, 확장 된 흑연 코팅 뿐만 아니라 제조 비용을 증가 하지만 가난한 기계적 성질에는 또한 있다.
이 연구에서는 섬유 복합 표면에 노출 하는 방법을 시연입니다. 합성의 제작 후 표면 처리 하 여 섬유를 노출할 수 있습니다 현재 많은 방법이 있다. 그러나 섬유 합성물의 제조 시 노출 되는 때문에이 새로운 방법은, 표면 처리가 필요 하지 않습니다. 맨 손으로 탄소 섬유 표면에 노출 하 여 복합체의 기계적 강도와 전기 전도도 대폭 증가 된다.

조작된 표본 스캐닝 전자 현미경 (SEM) (그림 1)를 사용 하 여 관찰 된다. 섬유의 상단을 커버 수 지 풍부한 레이어만 몇 마이크로미터 두께 때문에 표본의 상단에서 광학 현미경 이미지 적합 하지 않다. 5 °는 시료를 기울임으로써 관찰 SEM 이미지를 더 대표 이미지를 제공 합니다. 합성 수 지로 덮여 그 표면에는, 기존의 압축 성형에 의해 조작에 비해 벌 거 벗은 섬유 노출 됩니다 결함 없이 복합 소프트 레이어 방법으로 조작 하는 경우. 소프트 레이어 방법 단방향 탄소 합성, 탄소 섬유 합성, 그리고 느꼈다 탄소 합성에 적용 했다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55815/55815fig1.jpg"> 
그림 1...

복합 표면에 벌 거 벗은 섬유 수 지 풍부한 영역을 제거 하 여 노출 하는 프로토콜 제공 됩니다. 섬유는 복합 재료의 제조 동안 게시물 표면 처리에 의해 아닙니다 노출 됩니다. 노출 된 탄소 복합 재료는 높은 전기 전도도 통해 두께 방향 및 높은 기계적 성질에 전시.

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

본 절차의 전반적인 목표는 표면 처리 없이 표면에 베어 파이버(bare fiber)가 노출된 섬유 강화 복합재를 제작하는 것입니다. 이 기술을 이용하면 비용이 많이 들고 효율성이 낮은 표면 처리를 사용하지 않고도 복합재 표면에 베어 파이버를 노출시킬 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 복합재의 전기 전도성과 기계적 강도를 향상시킨다는 점입니다.이 기술은 생산성 또한 높습니다. 에폭시가 사전 함침된 단방향 탄소 섬유 직물을 준비하려면, 적층판의 갈라짐을 방지하기 위해 0도 및 90도 배향을 포함하는 순서로 섬유 부피 분율이 50~60%인 프리프레그 정사각형 조각들을 쌓으십시오. 평직 탄소 섬유 직물 프리프레그의 각 정사각형 조각을 준비하려면, 먼저 아세톤이나 에탄올로 직물을 세척하십시오.원단을 깨끗한 표면이나 보풀 없는 실험실용 와이프 위에 놓고, 상온 조건에서 아세톤을 증발시킵니다. 경화 온도가 125 °C인 필름형 에폭시 수지 시트의 박리지 한 면을 벗겨냅니다. 깨끗한 탄소 원단 위에 에폭시 수지 필름 한 장을 부착합니다.에폭시가 도포된 면을 아래로 하여 패브릭을 70 °C의 핫플레이트 위에 놓습니다. 패브릭에 에폭시를 미리 함침시키기 위해 10초 동안 가열합니다. 프리프레그 패브릭을 상온 조건에서 10분 동안 식힙니다.그런 다음, 에폭시 코팅 면에서 남은 박리지를 제거합니다. 평직 프리프레그 직물을 원하는 적층 순서대로 쌓아 평직 탄소 섬유 직물 적층판을 형성합니다. 부직포 탄소 섬유 펠트 적층판을 준비하려면, 깨끗하고 건조한 탄소 펠트 조각의 양면에 3중 에폭시 시트를 부착합니다.상단에 질량을 가한 상태에서 펠트의 에폭시 코팅된 각 면을 70 °C에서 10초 동안 가열합니다. 프리프레그 펠트를 10분 동안 식힌 후, 남은 백킹 시트를 벗겨냅니다. 다음으로, 25 µm 두께의 비타공 불소화 에틸렌 프로필렌 이형 필름 시트를 에탄올 또는 아세톤으로 세척합니다.보푸라기가 없는 와이프로 FEP 시트에 주름이나 핀홀이 생기지 않도록 주의하며 조심스럽게 건조하십시오. 시트에 오염 물질이나 입자성 물질이 없는지 확인하십시오. 그런 다음, 깨끗하고 건조한 각 시트를 보푸라기가 없는 와이프 사이에 끼워 먼지가 없는 깨끗한 플라스틱 케이스에 보관하십시오.복합재 제작을 시작하려면, 압축 성형틀에 실리콘 이형제를 도포하십시오. 보풀 없는 와이프로 성형틀을 닦아 이형제가 얇은 층으로만 남게 합니다. 그런 다음, 준비된 탄소 섬유 적층판을 성형틀 공동보다 약간 작게 다듬으십시오.두께 25 µm의 깨끗한 FEP 필름 한 장을 하단 몰드 위에 놓습니다. 몰드 위에 적층판을 올리고, 섬유 종류에 따라 두께 25 µm 또는 100 µm의 FEP 필름으로 덮습니다. 연성 층과 적층판 사이에 기포가 남지 않도록 필름을 조심스럽게 펴줍니다.그 다음, 압축 성형 금형을 닫습니다. 핫 프레스를 150 °C로 가열하고, 압축 성형 금형을 프레스에 넣습니다. 단방향 섬유 복합재의 경우, 20 MPa의 압력을 30분 동안 지속적으로 가합니다.직조 복합재의 경우, 20 megapascals의 압력을 4분 동안 가한 후 압력을 해제하고 즉시 다시 20 megapascals를 가합니다. 수지의 점도가 증가하기 시작할 때까지 이 방식으로 재료를 퍼지(purge)합니다. 그 후, 복합재가 총 30분 동안 경화될 때까지 20 megapascals의 압력을 유지합니다.펠트 복합재의 경우, 압력이 초과되지 않도록 주의하며 3 megapascals까지 천천히 높입니다. 3 megapascals의 압력에서 30분 동안 재료를 경화시킵니다. 샘플이 경화되면 압력을 해제하지 않은 상태에서 압축 금형을 120 degrees Celsius 미만으로 냉각합니다.그 다음, 압력을 해제하고 몰드를 제거하여 제작된 시편을 탈형합니다. 5도 기울기에서 촬영한 주사 전자 현미경 이미지를 통해, 소프트 레이어 방식으로 제작된 복합재가 기존의 압축 성형 방식보다 섬유의 세부 모습이 더 명확하게 관찰됨을 확인했습니다. 이는 복합재 상단의 수지 풍부층(resin-rich layer)이 제거되었기 때문인 것으로 분석되었습니다.에폭시 수지 층을 제거했음에도 불구하고, 섬유에서는 가시적인 결함이 나타나지 않았습니다. 두께 방향의 전기 전도도는 연질층(soft-layer)법으로 제작된 복합재에서 더 높게 나타났으며, 1.38 megapascals의 압착 압력에서 면적 비저항은 20 milliohms per square centimeter 미만으로 감소했습니다. 연질층 복합재의 측정된 인장 강도는 기존의 압축 성형법으로 제작된 복합재와 유사했습니다.직물 및 펠트 복합재는 각각 22%와 15%의 증가를 보였습니다. 이러한 증가는 연성 층이 복합재 표면 전체에 균일한 압력을 가했기 때문으로 분석되었습니다. 이 절차를 따르면 어려움 없이 섬유가 노출된 복합재를 제작할 수 있습니다.메커니즘은 간단합니다. 그리고 사용하려는 재료를 잘 이해하고 있다면 구현은 훨씬 더 쉽습니다. 이 절차를 수행할 때, 귀하의 특정 응용 분야에 맞게 세부 사항을 미세 조정하는 것을 잊지 마십시오.복합재의 경화 조건과 연성 층의 열적 특성을 고려하여, 원하는 결과를 얻을 수 있도록 절차를 적절히 조정하십시오.

experimental-implementation-new-composite-fabrication-method-exposing

Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

terahertz 주파수에서 Metamaterials는 독특한 기회를 제공하지만, 대량으로 제조하는 도전입니다. 우리는 저렴한 비용으로 산업 규모의 잠재적 metamaterials를 조작 할 수 microstructured 폴리머 광섬유의 제조 절차를 적응. 우리는 terahertz plasmonic 응답을 전시 ~ 100 μm로 구분 ~ 10 μm의 직경 인듐 와이어를 포함하는 polymethylmethacrylate 섬유를 생산하고 있습니다.

섬유 그리기 방법을 사용하여 제조 Metamaterials

홈마이크로유체 채널을 통과하는 2개의 인접한 유체는 사전 중합체 코어 주위의 칼집을 형성하도록 지시될 수 있다; 따라서 모양과 단면을 모두 결정합니다. 티올 클릭 화학과 같은 광숙련 중합화는 코어 유체를 소정의 크기와 모양으로 미세화로 빠르게 고화시키는 데 적합합니다.

미리 설계된 크기와 모양의 중합체 및 바이오 하이브리드 섬유의 미세 유체 제조

우리는 제지 공정을 사용하여 강성과 견고 짧은 천연 섬유 프리폼을 제조하는 신규 한 방법을 제시한다. 박테리아 셀룰로오스는 느슨한 섬유 바인더로 동시에 작용하고 섬유 프리폼에 강성을 제공합니다. 이러한 프리폼 진정한 녹색 계층 복합재를 생산하기 위해 수지를 주입 할 수있다.

바인더로 박테리아 셀룰로오스를 활용하여 강력한 천연 섬유 프리폼 제조

3 차원 (3D) 미세 복합 빔은 3 차원 다공성 미세 유체 네트워크로 나노 복합 재료의 감독 및 지역화 침투를 통해 제조된다. 이 제조 방법의 유연성은 기능적 3D 강화 나노 복합체 거시적 다양한 제품을 달성하기 위해 서로 다른 열경화성 재료와 nanofillers의 이용을 가능하게한다.

미세 유체 침투를 통해 세 가지 차원 미세 구조 나노 복합 재료의 제조

유리 섬유 복합 재료에 이러한 그래 핀 나노 판 등의 도전성 나노 입자의 통합 균주에 민감 극한 전기 네트워크를 생성한다. 여기에서, 다른 방법은 에폭시 매트릭스로 또는 유리 섬유에 코팅이 제안되어 같은 그라 나노 판의 첨가에 기초 변형률 센서를 얻었다.

그래 핀 나노 판과 멀티 스케일 복합 재료 강화를 바탕으로 변형 감지

우리는 공유 유기 골격 (COFs)의 합성을위한 새로운 미세 유체 기반 방법을 제시한다. 우리는이 접근법이 연속 COF 섬유를 생산하는 데 어떻게 사용되는지, 그리고 표면에 2D 또는 3D COF 구조가 어떻게 사용되는지를 보여줍니다.

Microfluidic 기반 CODMs의 합성 : COF 섬유의 지속적인 생산과 표면의 직접 인쇄를위한 도구

미세 회전 및 재생성된 실크 fibroin monofilament의 미세 특성화에 대 한 프로토콜 제공 됩니다.

미세 드라이 회전 및 재생성된 실크 Fibroin 섬유의 특성

통합 압력 진공 가방 레이 업 합성 합판 제품을 날조 하는 것에 적용 하기 위한 새로운 기술을 설명 합니다. 이 프로토콜의 목표는 젖은 레이 업 진공 가방 방법으로 조작 하는 합판 제품의 품질 향상을 위한 간단 하 고 비용 효율적인 기술 개발입니다.

자석 복합 제조 지원: 유연한 새로운 기술 진공 가방/Lay 업 프로세스에 높은 통합 압력을 달성 하기 위한

섬세한 밀도가 높은 목재는 천연 섬유 강화 또는 유리 섬유 강화 복합재를 부분적으로 대체할 수 있는 잠재력이 큰 새로운 유망한 경량, 고성능 및 바이오 기반 소재를 나타냅니다. 우리는 여기에 두 가지 다목적 제조 경로를 제시하고 복잡한 복합 부품을 만들 수있는 가능성을 보여줍니다.

목재 기반 고성능 복합재료의 제조 및 설계

이 연구의 주요 목표는 용액 블로우 스피닝(SBS)을 통해 일관된 형태를 가진 고분자 섬유 매트를 제조하는 프로토콜을 설명하는 것입니다. 우리는 SBS를 사용하여 폴리머-엘라스토머 매트릭스에 나노 입자를 통합하여 보호 재료를 포함한 다양한 응용 분야를 위한 새롭고 조정 가능하며 유연한 고분자 섬유 나노복합체를 개발하는 것을 목표로 합니다.

개인 보호 장비용 고분자 나노 복합 섬유의 용액 블로우 방사

이 논문은 습식 핸드 레이업/진공 백 방법을 사용하여 얻은 섬유 강화 폴리머 매트릭스 복합 라미네이트의 제조 공정을 설명합니다.

다양한 제조 공정에서 얻은 유리 섬유 강화 고분자 복합 라미네이트의 기계적 특성 측정

배우세요 소프트 레이어 방법으로 복합 표면에 벌 거 벗은 섬유를 노출하는 기술을 통해 전기 전도성과 기계적 강도를 향상시키는 방법을. 이 비용 효율적인 제조 공정은 표면 처리 없이도 높은 생산성을 달성합니다.

새로운 복합 제조 방법의 실험적 구현: 소프트 레이어 방법으로 복합 표면에 벌 거 벗은 섬유 노출

더 많은 동영상 탐색