금속/복합재료 접착 계면의 파괴 인성치 측정에 관한 연구

Abstract

금속/복합재료 접착 조인트의 적용을 제한하는 주요인 중에 하나는 접착 조인트의 하중 지지 능력을 예측하기 위한 접착 계면에 대한 좋은 평가방법의 부족을 들 수 있다. 본 연구에서는 금속/복합재료 접착 계면의 접착면의 하중 지지 능력을 접착 계면의 mode II 파괴 인성치로 평가해 보았다. mode II 파괴 인성치를 측정하기 위하여 ENF(End Notched Flexure) 시편을 사용하였으며 시편은 복합재료 및 금속의 co-cured bonding 방법으로 제작되었다. simple beam theory를 사용해 이종재료 접착 ENF 시편의 파괴 인성치에 대한 해석식을 유도하였으며 이 값을 area method를 사용한 값과 비교하여 보았다. 더 정확한 실험 결과를 얻기 위해 금속과 복합재료 사이의 계면에 테플론 필름의 주 성분인 polytetrafluoethylene(PTFE)을 얇게 코팅하는 precrack 방법을 제안하였다. co-cured bonding은 시편 성형과 접착이 동시에 이루어지고 접착 강도가 강하다는 이점이 있지만 금속 및 복합재료의 열팽창계수 차이로 인한 잔류 열응력이 파괴 인성치 측정에 영향을 끼치게 된다. 따라서 상온 경화 에폭시를 사용하여 잔류 열응력을 제거하여 더욱 정확한 파괴 인성치를 측정하였다.