극저온 DCB 접착 조인트의 파괴인성 향상을 위한 아라미드 섬유보강

Abstract

LNG 운반선의 화물창에 적용되는 스테인리스 스틸 접착 조인트는 극저온 환경에서 40년 동안 내구성을 가져야 한다. 일반적으로 극저온 환경에서 접착제는 취성을 가지기 때문에, 섬유를 보강하여 파괴 인성을 증가시켜 내구성을 확보해야 한다. 또한, 스테인리스 스틸 모재와 접착제의 열 팽창계수 차이가 크기 때문에 계면에는 큰 열 잔류 응력이 발생하는데, 이는 접착제 균열의 원인이 된다. 본 연구에서는 스테인리스 스틸 DCB 접착 조인트의 파괴 인성을 향상시키기 위하여 접착제에 아라미드 섬유 매트를 보강하였다. 섬유 부피 분율과 종류에 따른 벽개 파괴 시험 (cleavage test)을 통해 스테인리스 스틸 DCB 접착 조인트의 파괴 인성과 균열 저항성을 측정하였으며, 극저온 (-150oC)에서 필름 에폭시 접착제를 가장 효과적으로 보강하는 아라미드 섬유 매트의 최적 부피 분율 (Optimum fiber volume fraction)을 제시하였다.