KR101484024B1 - Evaluation method of dispersion of reinforcing agent in composite material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상 복합재료(예컨대, SiC/고분자 복합재료)를 다수의 구간으로 구획하고 계측기(예컨대, LCR 미터)를 사용해 각 구간의 커패시턴스(capacitance) 값을 측정함으로써, 손쉽고 저렴한 수단으로 복합재료 내에 존재하는 강화제의 분산 정도를 빠르고 정확하게 예측할 수 있는 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for evaluating the degree of dispersion of a reinforcing agent in a composite material, and more particularly to a method of evaluating the degree of dispersion of a reinforcing agent in a composite material by dividing a target composite material (for example, SiC / polymer composite material) into a plurality of sections, And more particularly to a method for evaluating the dispersibility of a reinforcing agent in a composite material capable of quickly and accurately predicting the degree of dispersion of a reinforcing agent present in the composite material by a simple and inexpensive means.
Description
본 발명은 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상 복합재료(예컨대, SiC/고분자 복합재료)를 다수의 구간으로 구획하고 계측기(예컨대, LCR 미터)를 사용해 각 구간의 커패시턴스(capacitance) 값을 측정함으로써, 손쉽고 저렴한 수단으로 복합재료 내에 존재하는 강화제의 분산 정도를 빠르고 정확하게 예측할 수 있는 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for evaluating the degree of dispersion of a reinforcing agent in a composite material, and more particularly to a method of evaluating the degree of dispersion of a reinforcing agent in a composite material by dividing a target composite material (for example, SiC / polymer composite material) into a plurality of sections, And more particularly to a method for evaluating the dispersibility of a reinforcing agent in a composite material capable of quickly and accurately predicting the degree of dispersion of a reinforcing agent present in a composite material by a simple and inexpensive means.
고강도 복합재료를 만들기 위해서는 고분자 및 섬유뿐 아니라 강화제를 함께 사용하여야 한다. 다만 고강도 구현을 위해 상기 강화제를 적절한 설계없이 무작위적으로 사용하는 것은 제조비용을 증가시킬 뿐만 아니라 복합재료의 물성 측면에서도 오히려 부정적인 요인으로 작용할 가능성이 있다. In order to make a high-strength composite material, a reinforcing agent should be used together with polymers and fibers. However, the random use of the reinforcing agent without proper design for high strength implementation may increase the manufacturing cost and may be a negative factor in terms of the physical properties of the composite material.
구체적으로, 강화제를 사용하여 재료의 강도 및 물성을 개선하기 위해서는 강화제가 재료 내부 사이사이에 안정적으로 분산되어 있는 것이 무엇보다 중요하다.
Specifically, in order to improve the strength and physical properties of a material by using a reinforcing agent, it is most important that the reinforcing agent is stably dispersed between the inside of the material.
재료 내에서 강화제의 분산 상태를 평가하는 방법 중 하나로서, 일반적으로 강화제의 크기가 매우 작다는 점을 고려하여 FE-SEM과 같은 평가방법으로 사진을 촬영하는 방법이 있다. 또한 TEM과 같은 고가의 장비를 이용하여 평가하는 방법도 있다. One of the methods for evaluating the dispersion state of the reinforcing agent in the material is to take a picture by an evaluation method such as FE-SEM considering that the size of the reinforcing agent is generally very small. There is also a method of evaluating using expensive equipment such as TEM.
그러나, 상기와 같은 방법들은 강화제가 재료 내에 제대로 분산되어 있는지 여부를 정확하게 규명하는데 한계가 있으며, 당분야의 현실을 고려할 때 기술적, 경제적 측면에서 그 적용이 사실상 매우 어렵다는 문제점이 있다.
However, the above methods have a limitation in accurately determining whether or not the reinforcing agent is properly dispersed in the material, and there is a problem in that it is practically difficult to apply it in terms of technical and economic considerations in view of the reality in this field.
이에, 손쉽고 저렴한 방법으로도 복합재료 내의 강화제의 분산 상태를 정확하게 평가할 수 있고 그 결과를 신뢰할 수 있는 새로운 분산도 평가방법에 대한 개발이 절실한 시점이다.
Therefore, it is inevitable to develop a new dispersion evaluation method which can accurately evaluate the dispersion state of the reinforcing agent in the composite material with a simple and inexpensive method, and can reliably evaluate the result.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 손쉽고 저렴한 수단으로 복합재료 내에 존재하는 강화제의 분산 정도를 빠르고 정확하게 예측할 수 있는 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
It is an object of the present invention to provide a method of evaluating the degree of dispersion of a reinforcing agent in a composite material capable of quickly and accurately predicting the degree of dispersion of a reinforcing agent present in a composite material by a simple and inexpensive means, .
상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 (a) 강화제가 포함된 복합재료를 구비하는 단계; (b) 상기 복합재료에 일정 간격으로 도전선을 삽입하여 다수의 구간으로 구획된 시편을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 시편의 구간별로 커패시턴스(capacitance) 값을 측정하여 상기 강화제의 분산도를 평가하는 단계;를 포함하는 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법을 제공한다.
To achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a composite material, comprising: (a) providing a composite material containing a reinforcing agent; (b) inserting conductive wires into the composite material at regular intervals to manufacture a specimen partitioned into a plurality of sections; And (c) evaluating a degree of dispersion of the reinforcing agent by measuring a capacitance value for each section of the specimen.
본 발명의 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법은 다수의 구간으로 구획된 평가대상에 대해 각 구간별로 커패시턴스(capacitance) 값을 측정함으로써, 손쉽고 저렴한 수단으로 복합재료 내에 존재하는 강화제의 분산 정도를 정확하고 빠르게(예컨대, 1분 이내에) 예측할 수 있다.The method for evaluating the dispersibility of a reinforcing agent in a composite material according to the present invention is a method for evaluating the degree of dispersion of a reinforcing agent present in a composite material by a simple and inexpensive means by measuring a capacitance value for each section for an evaluation object divided into a plurality of sections And predict quickly (e.g., within 1 minute).
또한, 본 발명의 평가방법은 강화제의 분산 상태를 확인함으로써 재료의 공정 상태(예컨대, 분산되는 공정) 또한 체크할 수 있으며, 제품의 물성 개선을 도모하기 위한 평가방법 내지 공정 개발의 수단으로 활용할 수 있다.Further, the evaluation method of the present invention can check the state of the material (for example, the dispersed process) by confirming the dispersion state of the reinforcing agent, and can be utilized as an evaluation method or a means for developing a process for improving the physical properties of the product have.
아울러, 본 발명의 평가방법에 의하면 고분자 기지(matrix)와 나노 소재의 분산 정도를 예측하고 고분자와 나노 소재 내부의 구조를 예상할 수 있다.
In addition, according to the evaluation method of the present invention, the degree of dispersion of the polymer matrix and the nanomaterial can be predicted and the structure of the polymer and the inside of the nanomaterial can be predicted.
도 1은 커패시턴스를 이용한 복합재료 내 강화제(SiC)의 분산도 평가장치 및 평가방법을 나타낸 모식도이다.
도 2는 기본 수지(Neat 에폭시) 및 SiC/에폭시 복합재료의 구간별 커패시턴스 측정결과를 비교한 그래프이다.
도 3은 각기 다른 분산방법을 이용하여 제조된 SiC 복합재료의 SiC 분산 상태를 비교한 그래프이다.
도 4는 각기 다른 분산방법을 이용하여 제조된 SiC 복합재료의 기계적 물성을 비교한 그래프이다.1 is a schematic view showing an apparatus for evaluating the degree of dispersion of a reinforcing agent (SiC) in a composite material using a capacitance and an evaluation method thereof.
FIG. 2 is a graph comparing capacitance measurement results of the basic resin (Neat epoxy) and the SiC / epoxy composite material.
3 is a graph comparing SiC dispersion states of SiC composite materials produced using different dispersion methods.
FIG. 4 is a graph comparing mechanical properties of SiC composite materials prepared using different dispersion methods.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법은, (a) 강화제가 포함된 복합재료를 구비하는 단계; (b) 상기 복합재료에 일정 간격으로 도전선을 삽입하여 다수의 구간으로 구획된 시편을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 시편의 구간별로 커패시턴스(capacitance) 값을 측정하여 상기 강화제의 분산도를 평가하는 단계;를 포함한다.
The method for evaluating the degree of dispersion of a reinforcing agent in a composite material of the present invention comprises the steps of: (a) providing a composite material containing a reinforcing agent; (b) inserting conductive wires into the composite material at regular intervals to manufacture a specimen partitioned into a plurality of sections; And (c) evaluating a degree of dispersion of the reinforcing agent by measuring a capacitance value for each section of the specimen.
상기 (a) 단계는 본 발명의 평가대상인 강화제가 포함된 복합재료를 구비하는 단계이다.The step (a) is a step of providing a composite material containing a reinforcing agent to be evaluated according to the present invention.
일반적으로 복합재료란 두 가지 이상의 재료가 조합되어 물리적·화학적으로 서로 다른 상(phase)을 형성하면서 보다 유효한 기능을 발현하는 재료를 말한다.In general, a composite material refers to a material that combines two or more materials to form physically and chemically different phases and exhibits more effective functions.
복합재료는 강화제의 구조에 따라 섬유강화 복합재료(fibrous composite) 및 입자강화 복합재료(particulate composite)로 구분되고, 강화하는 재료(matrix, 기지재료)에 따라 고분자 복합재료(polymer matrix composite), 금속 복합재료(metal matrix composite) 및 세라믹 복합재료(ceramic matrix composite)로 나누어진다. 이 중에서 특히 섬유강화의 개념과 고분자 기지재료를 조합한 섬유강화 고분자 복합재료(fiber reinforced plastics; FRP)가 현대 복합재료의 중추적인 역할을 하고 있으며, FRP의 개념은 철근콘크리트에 비유되기도 한다.
Composite materials are classified into fibrous composite and particulate composite depending on the structure of the reinforcing material. Depending on the reinforcing material (matrix), polymer matrix composite, metal It is divided into a metal matrix composite and a ceramic matrix composite. In particular, fiber reinforced plastics (FRP), which combine the concept of fiber reinforcement with polymer matrix materials, play a pivotal role in modern composites, and the concept of FRP is likened to reinforced concrete.
복합재료가 안정적인 물성을 가지려면 그 안에 포함되는 강화제의 분산 상태가 안정적이어야 하며, 본 발명은 복합재료 내부에 존재하는 강화제의 분산도를 신뢰성 있는 정확한 방법으로 측정하여 이를 근거로 제품의 물성 개선을 도모할 수 있는 결과물로 활용하고자 고안된 것이다.In order for the composite material to have a stable physical property, the dispersion state of the reinforcing agent contained therein must be stable, and the present invention is based on the measurement of the dispersion degree of the reinforcing agent present in the composite material by a reliable and accurate method, It is designed to be used as a result that can be planned.
본 발명의 평가대상이 되는 상기 복합재료의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니나, 고분자 기지의 복합재료(예컨대, 나노 SiC/고분자 복합재료)를 평가하는데 특히 유용하게 적용될 수 있다.The kind of the composite material to be evaluated in the present invention is not particularly limited, but may be particularly useful for evaluating a composite material of a polymer matrix (for example, a nano SiC / polymer composite material).
상기 고분자 기지는 당분야에서 통상적으로 사용되는 고분자 소재일 수 있다. 일 구체예로, 본 발명의 평가방법은 에폭시 베이스의 복합재료(예컨대, 나노 SiC/에폭시 복합재료)를 평가하는데 사용될 수 있다.The polymer matrix may be a polymer material commonly used in the art. In one embodiment, the evaluation method of the present invention can be used to evaluate epoxy based composites (e.g., nano SiC / epoxy composites).
상기 강화제의 종류 또한 특별히 한정되는 것은 아니다. 바람직한 일 구체예로, 본 발명의 평가방법은 SiC 강화제, 더욱 상세하게는 나노 SiC 강화제의 분산도를 평가하는데 적절하다.
The kind of the reinforcing agent is not particularly limited either. In one preferred embodiment, the evaluation method of the present invention is suitable for evaluating the degree of dispersion of a SiC enhancer, and more particularly, a nano SiC enhancer.
상기 강화제가 포함된 복합재료의 제조는 당분야의 통상적인 방법에 따른다. 예를 들어, 에폭시 수지 등의 고분자 기지에 강화제로서 SiC 나노 입자를 분산시켜 용액 상태의 복합재료를 제조할 수 있다.
The preparation of the composite material containing the reinforcing agent is carried out according to a conventional method in the art. For example, a composite material in a solution state can be produced by dispersing SiC nano-particles as a reinforcing agent on a polymer base such as an epoxy resin.
상기 (b) 단계는 구비된 복합재료에 일정 간격으로 도전선을 삽입하여 다수의 구간으로 구획된 시편을 제조하는 단계이다.In the step (b), a plurality of sections are formed by inserting conductive wires at a predetermined interval in the composite material.
기 제조된 용액 상태의 복합재료를 평가를 위해 바(bar) 형태의 시편으로 제조하면서 소정 간격으로 도전선을 삽입하여 구간을 형성하는 것이다. 이때 복합재료가 나타내는 하나의 구간은 하나의 커패시터(capacitor)와 같은 상태이기 때문에 측정을 통해 당 구간의 커패시턴스 결과값을 확보할 수 있다.
The composite material in the prepared solution state is formed into bar specimens for evaluation, and conductive lines are inserted at predetermined intervals to form sections. At this time, since one section represented by the composite material is in the same state as one capacitor, the capacitance result of the section can be obtained through measurement.
상기 도전선은 전기전도성을 띄는 도선으로서 복합재료의 커패시턴스를 측정하는데 적절한 것이라면 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전기전도성이 우수한 구리선을 도전선으로 사용할 수 있다.The conductive wire is not particularly limited as long as it is a conductive wire having electrical conductivity and is suitable for measuring the capacitance of the composite material. For example, a copper wire having excellent electrical conductivity can be used as the conductive wire.
상기 도전선을 삽입하는 간격 또한 특별히 한정되는 것은 아니며, 실험 조건, 요구되는 결과의 정확성 정도 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 3~5mm 간격, 더욱 상세하게는 4mm 간격으로 도전선을 복합재료에 삽입할 수 있다.
The interval for inserting the conductive wire is not particularly limited, and can be suitably selected in consideration of experimental conditions, accuracy of required results, and the like. For example, conductive wires can be inserted into the composite material at intervals of 3 to 5 mm, more specifically at 4 mm intervals.
상기 구간의 수는 특별히 한정되지 않으며, 실험 조건, 요구되는 결과의 정확성 정도 등을 고려하여 적절한 수의 구간으로 복합재료를 구획할 수 있다. 예를 들어, 2~100개 정도, 더욱 상세하게는 4~30개 정도의 구간으로 시편을 구획할 수 있다. 다만 구간의 수가 많으면 많을수록 안정적인 데이터 결과값을 얻을 수 있기 때문에 실험 환경이 허용하는 범위 안에서 가능한 한 많은 수의 구간으로 구획하는 것이 바람직하다.
The number of the sections is not particularly limited, and the composite material can be divided into a proper number of sections in consideration of experimental conditions, accuracy of required results, and the like. For example, the specimen can be divided into 2 to 100 or more specifically 4 to 30 sections. However, as the number of intervals increases, stable data results can be obtained. Therefore, it is desirable to divide the interval into as many sections as possible within the range allowed by the experimental environment.
상기 (c) 단계는 제조된 시편의 구간별로 커패시턴스(capacitance) 값을 측정하여 상기 강화제의 분산도를 평가하는 단계이다.In the step (c), the degree of dispersion of the reinforcing agent is evaluated by measuring a capacitance value for each section of the manufactured specimen.
본 발명은 강화제가 분산된 복합재료의 각 구간별로 커패시턴스 값을 확보하고, 이를 상기 강화제의 분산 상태를 평가하는 간접적인 척도로 삼는다. 일반적으로 SiC/고분자와 같은 복합재료는 부도체의 상태인바 그 양끝에 구리선 등을 부착시켜 커패시터와 같은 상태를 만들고, 이렇게 구획된 일정 구간에 대한 연속적인 커패시턴스 값을 확보하여 구간별 복합재료의 분산 상태를 예측함으로써 분산도를 평가하는 것이다.In the present invention, a capacitance value is secured for each section of the composite material in which the reinforcing agent is dispersed, and this is used as an indirect measure for evaluating the dispersion state of the reinforcing agent. Generally, a composite material such as SiC / polymer is a state of an insulator and a copper wire is attached to both ends thereof to make a capacitor-like state, and a continuous capacitance value is secured for a predetermined section, To evaluate the degree of dispersion.
구체적으로, i) 커패시턴스 값이 클 경우 강화제가 많이 들어가 있음을 의미하고, ii) 커패시턴스 값이 작을 경우 강화제가 적게 들어가 있음을 의미한다. 또한, i) 구간별 커패시턴스 값의 편차가 작을 경우 공정에 의해 제조된 (나노)복합재료의 강화제 분산 상태가 균일함을 의미하고, ii) 구간별 커패시턴스 값의 편차가 클 경우 공정에 의해 제조된 (나노)복합재료의 강화제 분산 상태가 불량하여 이를 제품화 하였을 때 물성에 대한 편차 또한 크게 발생됨을 의미한다.
Specifically, it means that i) a large amount of the reinforcing agent is contained when the capacitance value is large, and ii) when the capacitance value is small, the amount of the reinforcing agent is small. In addition, it means that i) the dispersion state of the reinforcing agent of the (nano) composite manufactured by the process is uniform when the variation of the capacitance value per section is small, and ii) when the variation of the capacitance value per section is large, (Nano) reinforcing agent of the composite material is inferior in dispersing state, which means that there is a large variation in physical properties when the product is made into a product.
바람직한 일 구체예로, 상기 복합재료의 각 구간별 커패시턴스 값은 LCR 미터를 사용하여 측정할 수 있다. 즉, FE-SEM이나 TEM 대신 LCR 미터를 이용하여 손쉽고 저렴한 방법으로 각 구간별 커패시턴스 값을 확보함으로써, 빠르고 정확하게 복합재료 내 강화제의 분산 상태를 확인할 수 있다.In one preferred embodiment, the capacitance value of each section of the composite material can be measured using an LCR meter. In other words, it is possible to confirm the dispersion state of the reinforcing agent in the composite material quickly and accurately by securing the capacitance value for each section by an easy and inexpensive method using the LCR meter instead of FE-SEM or TEM.
상기 LCR 미터는 커패시턴스 값 측정에 앞서 미리 영점 조절하여 두는 것이 정확한 측정을 위해 바람직하다.
It is preferable for the LCR meter to precisely measure the zero point in advance of the measurement of the capacitance value.
상기 (a)~(c) 단계를 통해 확보된 커패시턴스 값은 다양한 후속 평가절차에 활용될 수 있다.The capacitance values obtained through the steps (a) to (c) may be utilized in various subsequent evaluation procedures.
일 구체예로, 확보된 각 구간에 대한 커패시턴스 측정값을 정리하여 그래프화 내지 도식화함으로써, 복합재료의 위치별 경화제 양 및 분산의 균일도를 한눈에 파악할 수 있다.In one embodiment, the capacitance measurement values for the ensured sections are summarized and plotted and diagrammatically shown, so that the amount of the hardener and the uniformity of the dispersion of the composite material can be grasped at a glance.
다른 구체예로, 확보된 각 구간에 대한 커패시턴스 측정값을 평균화하여 다른 재료와의 대조적인 물성평가를 시도할 수도 있다.
In other embodiments, the capacitance measurements for each ensured interval may be averaged to attempt a physical property evaluation in contrast to other materials.
본 발명에 따른 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법은 손쉽고 빠르게 신뢰성 높은 평가결과를 제공할 수 있는바, 재료 내 존재하는 특정 물질의 분산도 확인이 필요한 분야에 광범위하게 적용될 수 있다. The method for evaluating the dispersibility of a reinforcing agent in a composite material according to the present invention can be widely applied to fields requiring confirmation of dispersion of a specific substance present in a material because it can provide a reliable evaluation result with ease and speed.
특히, 고분자 기지 내 나노 소재의 분산도 평가, 나노 복합재료의 응용 제품화 개발, 물성 테스트방법 관련 분야, 복합재료 강화제 활용 평가 분야 등에 적합하게 이용될 수 있다.
Particularly, it can be suitably used for evaluation of dispersion degree of nanomaterials in polymer base, development of application commercialization of nanocomposite materials, testing of properties test methods, evaluation of utilization of composite material strengthening agent, and the like.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, these examples are provided only for the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.
실시예Example : 복합재료 내 강화제의 분산도 평가: Evaluation of dispersion of reinforcing agent in composite materials
강화제로서 SiC가 분산된 SiC 나노 복합재료의 사이사이에 구리선을 4mm 간격으로 삽입하여 6개의 구간으로 구획된 시편을 제조하였다.The specimens were divided into 6 sections by inserting copper wire between SiC nanocomposite materials dispersed SiC as reinforcing agent at intervals of 4 mm.
LCR 미터를 영점 조절한 후, 이를 사용하여 상기 시편의 구간별로 커패시턴스 값을 측정하고 분산도를 평가하였다.The zero point of the LCR meter was adjusted, and then the capacitance value was measured for each section of the specimen and the degree of dispersion was evaluated.
이때 사용된 평가장치의 모식도를 하기 도 1에 나타내었다.
A schematic diagram of the evaluation device used at this time is shown in Fig.
실험예Experimental Example 1: 기본 수지에 대한 1: for the base resin 커패시턴스Capacitance 측정 및 Measurement and SiCSiC 에 따른 In accordance 커패시턴스의Of capacitance 변화 확인 Confirm change
기본 수지(Neat 에폭시) 및 특정 구간에 SiC가 삽입된 SiC/에폭시 복합재료에 대해, 상기 실시예와 같은 방법으로 구간별 커패시턴스를 측정하였다.For the SiC / epoxy composite material in which the base resin (Neat epoxy) and SiC were inserted in a specific section, the capacitance was measured in the same manner as in the above embodiment.
각 구간에 대한 커패시턴스 결과를 하기 도 2에 그래프로 나타내었다.
The capacitance results for each section are shown graphically in FIG.
하기 도 2(a)는 순수 에폭시에 대한 커패시턴스 결과를 구간별로 측정한 결과이다. 구간별로 안정적인 결과값이 얻어짐을 확인할 수 있다. FIG. 2 (a) is a result of measuring capacitance results for pure epoxy by intervals. It can be confirmed that a stable result value is obtained for each section.
하기 도 2(b)는 특정 구간(20~28mm 구간)에 55nm 직경의 SiC 나노 입자 0.01g을 삽입했을 때의 커패시턴스 결과를 구간별로 측정한 결과이다. 약 2pF 상태였던 에폭시 커패시턴스가 다른 구간에 비해 SiC가 많이 삽입된 구간(20~28mm 구간)에서는 3pF 이상의 높은 값을 가짐을 확인할 수 있다.FIG. 2 (b) is a result of measuring the capacitance results when the SiC nanoparticles of 55 nm diameter are inserted in a specific section (20 to 28 mm section) by intervals. The epoxy capacitance, which was about 2pF, is higher than 3pF in the section where SiC is inserted more (20 ~ 28mm section) than other sections.
즉, SiC를 많이 함유할수록 높은 커패시턴스 결과가 나타나며, 이러한 결과를 토대로 에폭시 기지 내부에 존재하는 SiC 강화제의 상태에 대해서 예측할 수 있는 중요한 데이터가 얻어짐을 알 수 있다.
In other words, the higher the SiC content is, the higher the capacitance results. Based on these results, it can be seen that important data can be obtained about the state of the SiC enhancer existing in the epoxy base.
실험예Experimental Example 2: 분산방법에 따른 2: According to the dispersion method SiCSiC 의 분산 상태 평가Evaluation of dispersion state
음파처리(sonication) 방법 및 스터러(stirrer)를 이용하여 각각 제조한 SiC 나노 복합재료에 대해 상기 실시예와 같은 방법으로 구간별 커패시턴스를 측정, 비교하였으며, 그 결과를 하기 도 3에 나타내었다.
The SiC nanocomposite materials prepared by using a sonication method and a stirrer were measured and compared with each other in the same manner as in the above example, and the results are shown in FIG.
음파처리(sonication) 방법 및 스터러(stirrer) 이용법 중 안정적인 그래프의 변화를 나타낸 것은 도 3(a)였다. 즉 sonication을 이용할 경우 구간에 따른 SiC의 존재량 차이에 기인한 커패시턴스 차이가 작기 때문에 분산 상태가 용이하다고 생각할 수 있다. 반면 stirrer를 이용할 경우 도 3(b)에서 보듯이 구간별로 커패시턴스의 편차가 매우 큼을 확인할 수 있다.Figure 3 (a) shows a stable graph change during sonication and stirrer usage. In other words, when sonication is used, it can be considered that the dispersion state is easy because the capacitance difference due to the difference in the amount of SiC existing in the region is small. On the other hand, when using a stirrer, as shown in FIG. 3 (b), it can be seen that the variation of the capacitance is very large in each section.
요컨대, 다른 조건이 동일할 경우 stirrer보다는 sonication의 방법이 더욱 안정적인 나노 입자 분산 상태를 구현할 수 있음을 알 수 있다.
In other words, it can be seen that the sonication method can achieve a more stable nanoparticle dispersion state than the stirrer when the other conditions are the same.
실험예Experimental Example 3: 3: 커패시턴스를The capacitance 통한 분산도 평가방법의 타당성 평가(기계적 물성 비교) Validity Evaluation of the Dispersion Degree Evaluation Method (Comparison of Mechanical Properties)
음파처리(sonication) 방법 및 스터러(stirrer)를 이용하여 각각 제조한 상기 실험예 2의 SiC 나노 복합재료에 대해 기계적 물성을 측정, 비교하였으며, 그 결과를 하기 도 4에 나타내었다.
The mechanical properties of the SiC nanocomposite prepared in Experimental Example 2 were measured and compared using a sonication method and a stirrer. The results are shown in FIG. 4.
하기 도 4에서 보듯이, sonication을 이용하여 제조한 복합재료의 경우 stirrer를 이용한 경우보다 더욱 우수한 기계적 물성(인장강도 및 인장신율)을 나타내었다. 뿐만 아니라 유전율의 편차가 컸던 stirrer의 시편은 기계적 물성 역시 편차가 큰 것으로 확인되었으나, sonication 방법으로 안정적인 분산 상태를 얻은 시편의 경우 기계적 물성에서도 안정적인 결과를 얻음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 4, the composite material produced by sonication exhibited better mechanical properties (tensile strength and tensile elongation) than that of the stirrer. In addition, the mechanical properties of the stirrer specimens with large variation of the permittivity were also found to be large, but the stable specimens obtained by the sonication method showed stable results even in the mechanical properties.
요컨대, 커패시턴스 결과 vs. 분산도 vs. 기계적 물성은 상호 긴밀하게 연관되어 있으며, 이러한 측면에서 본 발명에 따른 평가방법은 제품의 물성 개선을 도모하거나 공정을 개발하는 수단으로 유용하게 활용될 수 있음을 알 수 있다.
In short, the capacitance results vs. others. Dispersion etc. Mechanical properties are closely related to each other. In this respect, it can be seen that the evaluation method according to the present invention can be effectively utilized as means for improving the physical properties of a product or for developing a process.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. The scope of the present invention should be interpreted based on the scope of the following claims and all technical ideas within the scope of equivalents thereof are to be construed as being included in the scope of the present invention. It is to be understood that the invention is not limited thereto.
Claims (5)
(b) 상기 복합재료에 일정 간격으로 도전선을 삽입하여 다수의 구간으로 구획된 시편을 제조하는 단계; 및
(c) 상기 시편의 구간별로 커패시턴스(capacitance) 값을 측정하여 상기 강화제의 분산도를 평가하는 단계;를 포함하는 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법.
(a) providing a composite material comprising a nonconductive enhancer;
(b) inserting conductive wires into the composite material at regular intervals to manufacture a specimen partitioned into a plurality of sections; And
(c) measuring a capacitance value for each section of the specimen to evaluate a degree of dispersion of the reinforcing agent.
상기 도전선은 3~5mm 간격으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive wires are inserted at intervals of 3 to 5 mm.
상기 시편은 2~100개의 구간으로 구획되는 것을 특징으로 하는 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법.
The method according to claim 1,
Wherein the specimen is divided into 2 to 100 sections.
LCR 미터를 사용하여 각 구간별로 커패시턴스(capacitance) 값을 측정하는 것을 특징으로 하는 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법.
The method according to claim 1,
Wherein a capacitance value is measured for each section using an LCR meter.
상기 (c) 단계 이후, (d) 각 구간에 대한 커패시턴스(capacitance) 측정값을 정리하여 그래프화하거나, 각 구간에 대한 커패시턴스(capacitance) 측정값을 평균화하여 다른 재료와의 대조적인 물성평가를 시도하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재료 내 강화제의 분산도 평가방법.
The method according to claim 1,
After step (c), (d) capacitance measurement values for each section are summarized and plotted or a capacitance measurement value for each section is averaged to perform a contrast property evaluation with other materials ≪ / RTI > further comprising the step of: < / RTI >
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