We propose a measurement method for evaluating constituent contents of carbon fiber/epoxy composites through a thermogravimetric analyzer (TGA). The sample used in the test was taken from a strand specimen made of carbon fiber/epoxy tow prepreg, and the change in weight of the sample over time was measured in real time. Using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM), we examine the thermal damage condition of the carbon fiber depending on whether resin was removed or not. We find that it was possible to test even a small amount of sample when using TGA vis-à-vis using a conventional muffle furnace. In addition, TGA enables the temperature and exposure time to be controlled, allowing the constituent contents of composite materials to be efficiently and quantitatively evaluated.

열중량분석기를 적용하여 탄소섬유/에폭시 복합재의 구성재 함유량을 평가하기 위한 측정기법을 제시하였다. 시험에 사용된 시료는 탄소섬유/에폭시 토우 프리프레그로 제작된 스트랜드 시편에서 채취하였으며 시간에 따른 시료의 무게 변화를 실시간으로 측정하였다. 또한 전자현미경을 이용하여 수지 제거 여부와 탄소섬유의 열 손상 상태를 관찰하였다. 연구결과에 따르면 열중량분석기를 적용하면 기존의 머플로를 적용한 경우에 비해 소량의 시료에 대해서도 시험이 가능하며, 설정 온도와 노출 시간을 제어함으로써 구성재의 함유량을 효율적이고 정량적으로 평가할 수 있음을 알 수 있었다.

Keywords: 탄소섬유/에폭시 복합재(Carbon fiber/epoxy composites), 토우 프리프레그(Tow prepreg), 구성재 함유량(Constituent contents), 열중량분석기(Thermogravimetric analyzer), 머플로(Muffle furnace)