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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김홍건
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 전주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
이 논문의 연구 히스토리 (7)
2023
2016
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현재 산업의 비약적인 발전으로 인하여 공급분야 및 산업분야 그리고 일상 생활에 이르기까지 전기?전자 통신 제품의 수요가 크게 증가하고 있으며 이와 같은 기기 장치에 전류가 흘러 발생되는 전자파로 인하여 생활 활동 전 지역에 무수한 전자파가 노출되고 있다.
기존의 경우 대부분의 전자파 차폐재는 금속소재가 주를 이루고 있으며 이는 높은 차폐효율을 지녔으나 최근 급격히 증가하는 친환경성의 관심 집중 및 경량화 소재에 대한 요구 관심의 증대로 이에 대한 대체재의 연구가 절실한 상황이다.
본 논문에서 적용하고자 하는 소재는 탄소섬유 프리프레그로서 저밀도, 고탄성계수와 낮은 열팽창계수, 높은 전기·열전도도를 가지며 진동감쇄능력, 부식특성, 화학적 안정성 등이 뛰어난 재료이다.
이는 탄소섬유에 Resin을 함침 시켜 제품화한 것으로서 이와 함께 그물망 조직을 가진 금속 Wire Mesh를 재질별(Stainless Steel, Nickel, Copper), 격자수별(200?200Mesh, 400?400Mesh)로 다양한 형태의 하이브리드형 적층 시험편을 가지고 전자파 차폐효과의 특성을 분석하고자 하였으며 더불어 기계적강도 중 굽힘강도에 대한 특성을 논하였다.
전자파 차폐효과의 경우 탄소섬유 3K 프리프레그 및 금속 Wire Mesh의 적층량의 증가는 차폐효과의 상승을 보였으나 일정 수준 이상(탄소섬유 3K 프리프레그 3Ply + Wire Mesh 2Ply)에서는 90dB 이상의 고차폐율 구간으로서 그 상승폭이 현저히 낮아졌다.
또한 90dB 이상에서는 뚜렷한 경향을 보이지는 않았으나 그 이하의 시험편에서는 대체적으로 격자수의 경우 400?400Mesh가 200?200Mesh에 비하여 높은 차폐효과를 보였으며 재질별의 경우 Copper>Nickel>Stainless Steel의 순으로 차폐효과가 나타났다.
굽힘강도의 경우 전자파 차폐효과의 결과와는 달리 적층량의 증가는 계속적으로 굽힘강도 및 Tangent Modulus의 상승폭을 보였으며 Wire Mesh의 적층이 강도 상승에 뚜렷한 상승의 요인으로 작용하였다.
하지만 Wire Mesh의 재질별 격자수별에 따른 특이 경향성은 뚜렷하게 나타나지 않았으며 격자수에 따른 경향의 경우 동일한 성형과정을 거치지만 이에 큰 영향을 받아 Resin의 함침정도에 따라 그 결과가 결정지어지는 것으로 판단된다.
또한, 모든 시험편이 S-S Curve에서 선형적인 상승을 보였으며 Tangent Modulus값과 Chord Modulus값이 거의 동일하게 나타나 실험의 신뢰성을 확인 할 수 있었다.
따라서, 실제 현장 적용 시 작업자 및 수요자의 각각의 상황과 필요한 강도를 파악하여 비교적 고가에 해당하는 탄소섬유 3K 프리프레그의 사용량을 최소화하는 방법과 소재의 일부분을 Wire Mesh로 대체하여 탄소소재의 장점을 유지하면서도 요구되는 강도를 만족하고 뛰어난 차폐효과를 지닌 소재를 제시하였으며 이를 기존의 금속소재의 대체재로서 개발 할 수 있을 것으로 판단된다.
기존의 경우 대부분의 전자파 차폐재는 금속소재가 주를 이루고 있으며 이는 높은 차폐효율을 지녔으나 최근 급격히 증가하는 친환경성의 관심 집중 및 경량화 소재에 대한 요구 관심의 증대로 이에 대한 대체재의 연구가 절실한 상황이다.
본 논문에서 적용하고자 하는 소재는 탄소섬유 프리프레그로서 저밀도, 고탄성계수와 낮은 열팽창계수, 높은 전기·열전도도를 가지며 진동감쇄능력, 부식특성, 화학적 안정성 등이 뛰어난 재료이다.
이는 탄소섬유에 Resin을 함침 시켜 제품화한 것으로서 이와 함께 그물망 조직을 가진 금속 Wire Mesh를 재질별(Stainless Steel, Nickel, Copper), 격자수별(200?200Mesh, 400?400Mesh)로 다양한 형태의 하이브리드형 적층 시험편을 가지고 전자파 차폐효과의 특성을 분석하고자 하였으며 더불어 기계적강도 중 굽힘강도에 대한 특성을 논하였다.
전자파 차폐효과의 경우 탄소섬유 3K 프리프레그 및 금속 Wire Mesh의 적층량의 증가는 차폐효과의 상승을 보였으나 일정 수준 이상(탄소섬유 3K 프리프레그 3Ply + Wire Mesh 2Ply)에서는 90dB 이상의 고차폐율 구간으로서 그 상승폭이 현저히 낮아졌다.
또한 90dB 이상에서는 뚜렷한 경향을 보이지는 않았으나 그 이하의 시험편에서는 대체적으로 격자수의 경우 400?400Mesh가 200?200Mesh에 비하여 높은 차폐효과를 보였으며 재질별의 경우 Copper>Nickel>Stainless Steel의 순으로 차폐효과가 나타났다.
굽힘강도의 경우 전자파 차폐효과의 결과와는 달리 적층량의 증가는 계속적으로 굽힘강도 및 Tangent Modulus의 상승폭을 보였으며 Wire Mesh의 적층이 강도 상승에 뚜렷한 상승의 요인으로 작용하였다.
하지만 Wire Mesh의 재질별 격자수별에 따른 특이 경향성은 뚜렷하게 나타나지 않았으며 격자수에 따른 경향의 경우 동일한 성형과정을 거치지만 이에 큰 영향을 받아 Resin의 함침정도에 따라 그 결과가 결정지어지는 것으로 판단된다.
또한, 모든 시험편이 S-S Curve에서 선형적인 상승을 보였으며 Tangent Modulus값과 Chord Modulus값이 거의 동일하게 나타나 실험의 신뢰성을 확인 할 수 있었다.
따라서, 실제 현장 적용 시 작업자 및 수요자의 각각의 상황과 필요한 강도를 파악하여 비교적 고가에 해당하는 탄소섬유 3K 프리프레그의 사용량을 최소화하는 방법과 소재의 일부분을 Wire Mesh로 대체하여 탄소소재의 장점을 유지하면서도 요구되는 강도를 만족하고 뛰어난 차폐효과를 지닌 소재를 제시하였으며 이를 기존의 금속소재의 대체재로서 개발 할 수 있을 것으로 판단된다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구목표 및 내용 3제 2 장 이론적 배경 42.1 탄소복합재 42.1.1 복합재의 정의 42.1.2 복합재 이론 62.1.3 탄소소재 정의 122.1.4 탄소소재 성형방법 152.2 전자파 차폐 202.2.1 전자파 202.2.2 전자파 차폐 222.2.3 전자파 차폐효과 이론 252.2.4 전자파 차폐효과 규격 33제 3 장 실험방법 373.1 시험편제작 373.2 시험방법 433.2.1 전자파 차폐 시험 433.2.2 굽힘시험 46제 4 장 실험결과 및 고찰 504.1 전자파 차폐 특성 분석 504.2 굽힘시험 특성 분석 89제 5 장 결 론 137REFERENCES 140ABSTRACT 142감사의글 145
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