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Effects of reduced graphene oxide on the durability of nanocomposites in low earth orbit space environment = 환원된 산화 그래핀이 첨가된 저궤도 우주환경용 나노복합재료의 내구성에 대한 연구
서명 / 저자 Effects of reduced graphene oxide on the durability of nanocomposites in low earth orbit space environment = 환원된 산화 그래핀이 첨가된 저궤도 우주환경용 나노복합재료의 내구성에 대한 연구 / Edwin Antonio Jurado Manriquez.
저자명 Jurado Manriquez, Edwin Antonio
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2016
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초록정보

Composite materials have gained popularity for aerospace applications thanks to their low weight and out-standing mechanical and thermal properties. However, space environment at low earth orbit (LEO) can be very hazardous to polymers. LEO environment conditions such as atomic oxygen, high vacuum, UV radiation, and thermal cycling, and their synergistic effects affect composites by changing their mechanical and thermal properties, and causing outgassing, which may lead to mission failure. Therefore, composites with high resistance to space environment are necessary. In this work, the effects of reduced graphene oxide (rGO), which is a strong, high purity and cost effective material that approaches the structure of pristine graphene, were studied on epoxy exposed to LEO environment. Nanocomposites were manufactured using the solvent method for uniform dis-persion, and were exposed to simulated LEO environment. As a result, rGO/Epoxy had higher tensile properties than neat epoxy before and after LEO exposure. However, nanocomposites suffered higher mass loss than neat epoxy due to residual solvent. By thermally treating the cured samples, the mass loss was reduced compared to neat epoxy and GO/Epoxy. Finally, the rGO/Epoxy nanocomposite was tested as a coating for CFRP, and it resulted in a decrease of mass loss compared to uncoated CFRP.

복합재료는 기계적, 열적 물성으로 인하여 항공우주 분야에서 널리 활용되어왔다. 하지만 지구 저궤도에서 복합재료는 유해 환경요소들에 의하여 기계적, 열적 물성 변화와 탈가스 현상이 발생하여 기능이 저하될 수 있어 이에 대한 높은 저항성을 갖는 복합재료가 요구되고 있다. 본 연구에서는 고강도, 고순도이며, 비용적 효율이 높은 환원된 산화 그래핀이 우주용 나노복합재의 내구성에 미치는 영향을 확인하였다. 환원된 산화 그래핀은 용매법을 통해 에폭시 내에 균일하게 분산되었고, 모사 우주 환경에 노출되었다. 그 결과, 모사 우주 환경 노출 전 후 모두에서 환원 산화 그래핀/에폭시 나노복합재가 에폭시보다 높은 인장 물성을 갖는 것을 확인하였다. 그러나 잔류한 용매에 의하여 에폭시보다 높은 질량 손실이 나타나, 열처리를 통하여 에폭시와 산화 그래핀/에폭시에 비해 낮은 질량 손실을 보일 수 있었다. 환원 산화 그래핀/에폭시 나노복합재를 CFRP의 코팅으로 적용하여 시험한 결과, 코팅이 없는 CFRP에 비하여 낮은 질량 손실을 보였다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MAE 16031
형태사항 vi, 49 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 지도교수의 영문표기 : Chun-Gon Kim
지도교수의 한글표기 : 김천곤
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 항공우주공학과,
서지주기 References : p. 48-49
주제 Low Earth Orbit
Space Environment
Atomic Oxygen
Polymer Matrix Composites
Reduced Graphene Oxide
지구 저궤도
우주 환경
원자 산소
폴리머 기지 복합재
환원된 산화 그래핀
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