액체 열측정 - 고분자물성분석[UTM(Universal Test Machine)]

소개글

액체 열측정 - 고분자물성분석[UTM(Universal Test Machine)]에 대한 보고서 자료입니다.

목차

LIST OF CONTENTS --------------------------------------

LIST OF TABLES -----------------------------------------

LIST OF FIGURES -----------------------------------------

ABSTRACT ----------------------------------------------
1. INTRODUCTION ----------------------------------------
1.1 실험 목적-------------------------------------------
1.2 실험 이론-------------------------------------------
1.2.1 강도(Strength)-----------------------------------
1.2.2 UTM( Universal Testing Machine) -------------------
1.2.3 인장 실험 (Tensile Test) --------------------------
1.2.4 시편 규격---------------------------------------
1.2.5 용어-------------------------------------------
2. EXPERIMENT-------------------------------------------
2.1 실험 기구 및 시약-------------------------------------
2.2 실험 방법-------------------------------------------
3. RESULT & DISCUSSION ----------------------------------
3.1 Raw data-------------------------------------------
3.2 Results---------------------------------------------
3.3 Discussion ------------------------------------------
4. CONCLUSION ------------------------------------------

REFERENCES ---------------------------------------------

본문내용

키고 프로그램을 작동시켰다. 실리콘패드를 시편절단기를 이용하여 규격화된 시편을 3개 만들고, 시편 중심부분에 20mm 간격으로 선을 그었다. 시편이 준비되면 버니어캘리퍼스를 이용해 시편의 너비와 두께를 재어 프로그램에 입력하였다. 준비된 시편의 끝부분을 UTM에 고정시키고 영점조절을 한 뒤 프로그램을 실행 해 100mm/min의 속도로 잡아당겼다. 일정간격으로 시편이 늘어나는 정도를 자와 스톱워치로 측정하고, 시편이 끊어질 때까지의 응력-변형 곡선을 얻었다.
3. RESULT & DISCUSSION
3.1 Raw data
Table.1 UTM Raw data(실리콘 패드)
실리콘 패드
Gauge Length
20.000 mm
Width
5.05 mm
Breadth
2.95 mm
Area
14.898 mm2
Speed
100.00 mm/min
Maximum Load
10.067 kgf
Deflection at Maximum Load
209mm
Stress at Maximum Load
6.6291 MPa
Percentage Strain at Maximum Load
1045.0
Work to Maximum Load
10.300 J
Stiffness
1150.1 N/m
Young's Modulus
1.5441 MPa
Load at Break
10.067 kgf
Stress at Break
67.575 kgf/cm
Percentage Strain at Break
1045.0
Work to Break
10.300 J
Figure 5. 실리콘 패드의 UTM 측정
3.2 Results
< 인장 응력 >
10.067 kgf / 14.898 mm2 = 0.676 kgf/mm2
< 인장 변형률 >
{209 mm - 20.000 mm) / 20.000 mm} = 9.45
< 인장 탄성률 >
= Young's Modulus
실리콘패드의 인장탄성율(Young's Modulus)은 1.5441 MPa 이다.
3.3 DISCUSSION
이번 실험은 만능 시험기 UTM(Universal Test Machine)장치를 이용하여 대표적 고분자 물질인 실리콘 패드의 기계적 물성을 분석해 보는 실험이었다.
실리콘 패드를 ASTM 규격인 도그본 모양으로 시편절단기를 이용해 절단하여 인장 실험을 한 후 strain-stress 곡선과 데이터를 얻을 수 있었다. 실험 결과 실리콘 패드의 인장 응력은 0.676 kgf/mm2, 인장 변형률은 9.45, Young's Modulus이라 부르는 인장 탄성률은 1.5441 MPa 였다. 또한 strain-stress 곡선에서 볼 수 있듯이 stress가 점점 증가하다가 어느 순간 갑자기 stress가 걸리지 않게 되는 것을 알 수 있는데, 이는 실리콘이 응력을 이기지 못하고 끊어졌기 때문이었다. 여기서 기울기가 Young's Modulus 값인데, 이 값이 작을수록 인장 탄성률이 높다. 실리콘 패드는 늘어난 상태에서 비교적 탄성률이 큰 것으로 보아 elastomer에 가깝다고 생각할 수 있었다.
4. CONCLUSION
이번 실험은 UTM을 이용하여 고분자의 기계적 물성값으로 나타내어질 수 있는 재료의 고유한 특성에 대해 분석해보는 실험이었다.
고분자 재료의 가장 기본적인 기계적인 특성을 알아내기 위해서는 재료에 응력을 가한 뒤, 이에 따른 변형율을 측정하여 stress-strain 곡선을 구하는 것이 가장 일반적인 방법이다. 이번 실험은 인장응력을 재료에 가해 고분자의 기계적 물성값을 구할 수 있었다. 실험 결과 인장응력은 0.676 kgf/mm2, 인장변형률은 9.45, 인장 탄성률은 1.5441MPa이었다. 실험에서 얻은 strain-stress 곡선에서는 stress가 점점 증가하다가 어느 순간 갑자기 stress가 걸리지 않게 되는 것을 알 수 있는데, 이는 실리콘이 응력을 이기지 못하고 끊어졌기 때문이었다. 이 때 strain-stress곡선의 기울기를 Young's Modulus라 하는데 이 값이 작을수록 인장탄성률이 높다. 실리콘은 늘어난 상태에서 비교적 탄성률이 큰 것으로 보아 elastomer에 가깝다고 판단되었다.

[1] 화학공학연구정보센터 (http://www.cheric.org)
[2] 네이버 백과사전 (http://100.naver.com)
[3] 고분자 화학 입문, 제 3 판, 자유 아카데미
[4] 전북 대학교 웹 디스크 - 화학공학부 이론강의 자료
[5] http://en.wikipedia.orge

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