Measuring fiber volume fraction properly is very important in designing composite materials because the fiber volume fraction mainly determines mechanical and thermal properties. Conventional Ignition methods are effective for ceramic fiber reinforcing composite materials. However, these methods are not proper for applying to carbon fiber reinforcing composites because of the venerable characteristic against oxidation of carbon fiber. In the research, fiber volume fraction of carbon fiber composites was obtained by a thermogravimetric analysis considering oxidation characteristic of the carbon fiber and the method was compared and verified with the results from microscopic cross section images.

섬유체적비에 따라 복합재료의 기계적 열적 특성이 크게 달라지기 때문에, 복합재료 설계시 섬유체적비 를 올바르게 측정하는 것이 매우 중요하다. 일반적으로 섬유체적비를 측정하는 여러 방법은 산화되지 않는 유리 섬유나 세라믹섬유를 사용한 복합재료의 경우에는 적합하고 효율적이다. 하지만 산화현상이 있는 탄소섬유의 경 우에는 산화 방법과 조건에 따라서 다른 결과를 가져오게 되며 그러므로 올바른 섬유체적비를 측정이 어렵다. 본 연구에서는 Thermogravimetric analysis를 수행하여 산화되는 탄소섬유의 질량 감소량을 보정하여 탄소섬유 복합 재료의 섬유체적비를 측정하였고 현미경 단면 이미지를 이용하여 그 결과를 검증하였다.

Keywords: Fiber volume fraction, Carbon fiber, Thermogravimetric Analysis, Pyrolysis, Carbon fiber reinforced plastic

Keywords: 섬유체적비, 탄소섬유, 열중량분석, 열분해, 탄소섬유복합재료