In this study, carbon fiber reinforced polymeric (CFRP) composites with different resin composition were manufactured and resin formulation in composite materials were presented through tensile tests for cryogenic use. Thermo-mechanical cyclic loading (up to 6 cycles) was applied to CFRP unidirectional laminate specimens from room temperature to -150 °C. Tensile tests were then performed at -150 °C using an environmental test chamber. In addition, matrix-dominant properties such as the transverse and in-plane shear characteristics of each composite model were measured at -150 °C to examine the effects of resin formulation on their interfacial properties. The tensile tests showed that the composite models with large amounts of bisphenol-A epoxy and CTBN modified rubber in their resin composition had good mechanical performance at cryogenic temperature (CT).

본 연구에서는 에폭시 수지조합에 따른 탄소섬유강화 복합재 프리프레그 제작 및 극저온 인장시험을 통해 극저온에서 우수한 기계적 물성을 갖는 복합재 수지조합을 제시하였다. 환경챔버를 이용하여 상온으로부터 -150 °C 까지 6회의 열-하중 사이클을 수행한 일방향 복합재 시편에 대하여 -150 °C 에서 복합재의 인장강도와 강성을 측정하였다. 또한, -150 °C 에서 복합재의 섬유수직방향 인장물성 및 면내 전단물성과 같은 모재 지배적인 물성 측정을 통해 수지조성변화가 섬유와 모재의 계면에 미치는 영향을 고찰하였다. 그 결과, bisphenol-A 형의 에폭시와 CTBN 고무 변성 형 필러를 비교적 다량으로 함유한 수지조성을 갖는 복합재 시편이 극저온에서 우수한 기계적 물성을 보임을 확인하였다.

Keywords: Carbon Fiber Reinforced Composite, Cryogenic, Tensile Test, Resin Composition

Keywords: 탄소섬유강화 복합재료, 극저온, 인장시험, 수지 조성