Composite materials have become essential structural materials in various industries, such as aerospace, automotive, marine, and wind energy, where lightweight and high-strength properties are critical. To ensure the structural stability of these composites, quantitative evaluation and optimization of interfacial strength are essential. Interfacial strength serves as an indicator of bonding force and load transfer efficiency between the matrix and reinforcement, significantly impacting the overall performance of composites. In this study, we assessed interfacial strength using the micro-droplet pull-out test with carbon fiber and analyzed the influence of fiber mechanical properties on interfacial strength evaluation. The tensile strength and modulus of carbon fiber were determined through single-fiber tensile testing, and micro-droplet specimens with various embedment lengths were fabricated for pull-out tests. The results revealed that the mechanical properties of the fiber play a critical role in the reliability and accuracy of interfacial strength evaluation. This study provides fundamental data for composite design and interfacial optimization, and it is expected to contribute to improved accuracy in interfacial strength assessments for various reinforcements.

복합소재는 경량화와 높은 강도를 필요로 하는 항공, 자동차, 해양 및 풍력 에너지 등 다양한 산업에서 필수적인 구조용 소재로 자리 잡고 있다. 이러한 복합소재의 구조적 안정성 확보를 위해 계면강도에 대한 정량적 평가와 최적화 연구가 중요하다. 계면강도는 기지재와 강화재 간 결합력 및 하중 전달 효율을 나타내는 지표로, 복합소재의 성능에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 탄소섬유를 사용하여 마이크로드롭렛 인발시험을 통해 계면강도를 평가하고, 실험 결과를 통해 섬유의 기계적 물성이 계면강도 평가에 미치는 영향을 분석하였다. 단섬유 인장시험을 통해 탄소섬유의 인장강도와 영률을 확인하였고, 다양한 함침길이의 마이크로드롭렛 시편을 제작하여 인발시험을 진행하였다. 그 결과, 섬유의 기계적 물성이 계면강도 평가의 신뢰성과 정확성에 중요한 요인임을 확인하였다. 본 연구는 복합재 설계와 계면 최적화에 기초 자료로서의 의의를 가지며, 다양한 강화재에 대한 계면강도 평가의 정확도 향상에 기여할 것으로 기대된다.

Keywords: 계면강도 평가(Interfacial Properties Evaluation), 탄소섬유(Carbon Fiber), 마이크로드롭렛 인발시험 (Microdroplet Pull-out Test)