This paper investigates the impact of fiber dispersion on the internal structure and mechanical strength of SiC_f/SiC composites manufactured using spread SiC fibers. The fiber volume ratio of the specimen to which spread SiC fiber was applied decreased by 9%p compared to the non-spread specimen, and the resin slurry impregnated between the fibers more smoothly, resulting in minimal matrix porosity. In order to compare the fiber dispersion of each specimen, a method was proposed to quantify and evaluate the separation distance between fibers in composite materials. The results showed that the distance between fibers in the spread specimen increased by 2.23 μm compared to the non-spread specimen, with a significant 42.6% increase in the distance between fiber surfaces. Furthermore, the 3pt bending test demonstrated a 49.3% higher flexural strength in the spread specimen, accompanied by a more uniform deviation in test data. These findings highlight the significant influence of SiC fiber dispersion on achieving uniform densification of the SiC_f/SiC matrix and increasing mechanical strength

본 논문에서는 스프레딩된 SiC 섬유를 적용해 SiC_f/SiC를 제조하였을 경우, 섬유의 분산도가 복합소재의 내부구조 및 기계적 강도에 어떠한 영향을 주는지를 연구하였다. Spread SiC 섬유를 적용한 시편의 섬유 체적비는 non-spread 시편 대비 9%p 감소하였으며, 수지 슬러리가 섬유 사이로 더 원활히 함침되어 기지내 기공도 거의 발견되지 않았다. 각 시편의 섬유 분산도를 비교하기 위해, 복합소재 내 섬유간 이격거리를 수치화하고 평가하는 방법을 제안하였다. 그 결과 spread 시편의 섬유간 중심거리는 non-spread 시편 대비 2.23 μm 증가하였으며, 섬유 표면 사이 거리는 42.6%로 대폭 증가하였다. 3점 굽힘시험을 통해 spread 시편의 굽힘강도가 non-spread 시편 대비 49.3% 가량 높으며, 시험 데이터의 편차도 더 균일함을 확인하였다. 따라서 복합소재 기지내 SiC 섬유의 분산도 향상이 SiC_f/SiC의 균일한 기지상 치밀화와 기계적 강도 증가에 매우 큰 영향을 미친다는 점을 알 수 있다

Keywords: 세라믹 복합소재(Ceramic matrix composites), 탄화규소 섬유 스프레딩(SiC fiber spreading), 섬유 분산도(Fiber dispersion), 용융실리콘침투(Liquid silicone infiltration), 기계적 강도(Mechanical strength)