The mechanical properties of Ni-Zn ferrite-particulate epoxy composites were studied, The fracture strength, toughness and Young's modulus of the material were measured by the tensile test, 3-point bending test and hardness test in terms of particle size, volume fraction of ferrite, and the weight fraction of coupling agent. Test results indicated that the fracture toughness, increased about 3-fold with increasing ferrite volume. The main toughening mechanism was the combination of crack pinning and crack deflection. Hardness and Young's modulus also increased with increasing ferrite volume content. On the other hand, fracture strength decreased slightly with increasing ferrite content due to the mismatch in coefficient of thermal expansion and elastic modulus between the matrix and the filler. The fracture strength test also indicated that the strength decreased with increasing ferrite particle size. The coupling agent treatment up to one weight percent improved the overall mechanical properties, however, the effect was saturated above this value.

본 연구에서는 니켈-아연 페라이트와 에폭시 복합재료의 기계적 성질에 대하여 고찰 하였다. 인장 시험, 굽힘 시험, 경도 시험 등을 하여 복합재료의 파괴강도, 인성, 영율 등을 측정하였다. 또한 페라이트 함량, 페라이트 입자 크기, 그리고 계면 결합제의 함량을 실험 변수로 정하여 실험을 행하였다. 실험 결과, 복합재료의 인성은 페라이트 함량이 50 vol%까지 증가함에 따라 페라이트가 첨가 되지 않은 순수한 에폭시의 값보다 3배 정도 증가하였다. 주 인성화 기구는 크랙 pinning, 크랙 deflection 등의 복합적인 것이다. 경도와 영율도 페라이트 함량이 증가함에 따라 증가함을 보였다. 반면, 파괴 강도는 페라이트 함량이 증가함에 따라 약간 감소 하였다. 그것은 충전제와 수지사이의 열팽창 계수가 다르고 탄성계수 또한 불일치하기 때문인 것으로 생각한다. 페라이트 입자 크기가 증가함에 따라 파괴 강도는 감소 하였다. 계면 결합제를 1 wt% 처리한 것까지는 복합재료의 전체적인 기계적 성질이 증가하였지만 그 이상의 계면 결합제 첨가에서는 기계적 성질에 큰 변화가 없었다.

Keywords: Ni-Zn ferrite-epoxy composite; fracture strength; fracture toughness; elastic modulus