precise CTE measurement of CFRP part. 1 Precise Measurement

1. Introduction


영어 제목은 거창한데, 간단히 말하면 복합재의 열팽창 길이재는거 라고 할 수 있다. -_-;;

석사 동안 내도록 한 일이 복합재의 운용환경에서의 변형과 관련이 있다고 할 수 있는데

어찌되었건 간에 그 중에서도 처음 한 일이 저 열 팽창재는 일이었다. 

약간만 찾아봐도 알 수 있겠지만, 비싼 unidirectional한 복합재들은 열팽창 계수(CTE: Coefficient of Thermal Expansion)가

무척이나 작은데 (~ < -1 ppm/K 수준, 간단히 말하면, 1m짜리 복합재가 온도가 1도 바뀌는 동안 1마이크로미터 정도 변하는 수준이다.)

복합재가 저 정도 변형에도 민감할만큼 중요한(?) 파트에 들어가게 되면서 하게된 연구라고 할 수 있다. 


(복합재, 열팽창 자체가 뭔지 모르겠다면 어려운 개념도 아니고, 내가 일일이 설명하기 귀찮으니 더 열심히 설명하는 사이트들을 찾아보기 바란다.)



2. 중요성



흠 중요성?, 석사 들어와서 그냥 시키는데 뭐 알턱이 있나?... 는 아니고,

약간 논문에 들어가는 어조로 설명을 해봐야겠다.



상당수의 위성에는 정찰용 카메라를 싣게 되는데, 나중에 자세히 설명할 일이 있겠지만,

이 카메라의 해상도를 높이는데 있어서 카메라(망원경)의 구경이나 길이가 커지면 커질수록 절대적으로 유리하다.

따라서 이 카메라의 크기를 키우는게 일종의 자랑거리(?)가 되었는데, 무작정 키우는게 좋기야 하겠지만

그에 따르는 문제점도 당연히 발생하였다. 

당연히 한계 이상의 크기를 가지게 되면, 페이로드에 들어가는 크기&무게 면에서 손해가 발생하고,

크기가 커지면 커질수록 장치의 열팽창 및 여러 다른 원인에 의한 변형에 의해 광학장치의 정렬상태가 흐트러지는 문제가 발생한다.

이러한 점에서  가볍고, 열팽창이 적은 재료의 사용이 선호되는데

이 조건을 만족하는 재료 중의 하나가 복합재이다.


<Fig. 1. 우주에서 운용되는 광학탑재체에 영향을 주는 요소들>


<Fig. 2. 여러재료의 열팽창>




3. 연구 개요



이렇게 열팽창이 작은 재료의 변형을 평가하기 위해서는 정밀변위 측정장치를 필요로하게 된다.



<Fig. 3. 변위 측정 간섭계>


<Fig. 4. 변위 측정 간섭계2>


정밀 변위 측정을 위해서는 위와 같은 간섭계를 사용하거나 기계식 dilatomter를 사용햐여는데,

열에 의한 변형이 stress에 민감한 만큼 정밀측정에서는 접촉이 필요한 dilatometer보다는 간섭계가 더 선호되고 있다. 



To be Continue






Tag :

Leave Comments

댓글 쓰기 권한이 없습니다. 회원 가입후에 사용 가능합니다