• Tribology and Lubricants
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• 제39권3호
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• pp.111-117
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• 2023

This paper presents an experimental investigation of the tribological characteristics of PTFE composites filled with nano CuO particles under low sliding speed and load. All the specimens were prepared by sintering. Before sintering, the mixture of PTFE powder and CuO particles were mixed by a high-speed mixer using CuO volume fractions of 0.2 vol. % and 5 vol. %. Each mixture was sintered at 350 ℃ for 30 min on the steel disk. We conducted ball-on-disk sliding test an hour using a steel ball against PTFE composites, including pure PTFE. The load and sliding speed used was 2 N and 0.01 m/s, respectively. Adding nano CuO particles increases the friction coefficient because of the abrasiveness of hard nano CuO particles. The highest coefficient of frictions was obtained from 5 vol. % CuO. Conversely, the lowest wear of the composites was obtained from the 5 vol. % CuO nanocomposite. This study reveals that the addition of nano CuO particles can lower the wear of PTFE, despite an increase in the coefficient of friction. However, the coefficient friction is still moderate compared to other engineering polymers. In addition, the amount of CuO nano particles has to be optimized to reduce friction and wear at the same time.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.497-502
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• 2003

This study intends to provide the analytical and experimental damping characterization of carbon nanotube/epoxy composites. A constitutive model based on continuum mechanics is employed to describe epoxy and the perfectly bonded and partially bonded nanotubes. An interfacial stick-slip between the nanotubes and epoxy is considered to characterize the damping of the composites. For experimental estimation, beam-type specimens are prepared with a variation of nanotube concentration from 0.5% to 2% in weight. An ultrasonic agitation method is employed for enhancing the nanotube dispersion within epoxy. Damping of the composites is characterized in terms of the strain and the nanotube concentration. Results show that the nanotube concentration significantly affects the damping characteristics of the nanocomposites. A good correlation is found between the analytical prediction based on the stick-slip and the experimental measurements.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.684-689
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• 2008

In this study, homogenization method combined with the effective interface model for the characterization of properties of the nanoparticulate composites is developed. In order to characterize particle size effect of nanocomposites, effective interface model has been developed. The application range of analytical micromechanics approach is limited because a simple analytical approach is valid only for simple and uniform geometry of fiber particles. Therefore this study focuses on the analysis of mechanical properties of the effect interface through the continuum homogenization method instead of using analytical micromechanics approach. Using the homogenization method, elastic stiffness properties of the effective interface are numerically evaluated and compared with the analytically obtained micromechanics solutions. The suggested homogenization method is expected to be applied to optimization problems for nanocomposite design.

• 전자통신동향분석
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• 제27권1호
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• pp.1-18
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• 2012

미래 사회는 나노기술(NT)을 바탕으로 IT-ET-BT 기술이 융합된 유비쿼터스 사회로 진화하고 있으며, 미래 산업 사회로의 전환을 위해서는 성능개선이 아닌 성능한계 돌파의 패러다임 전환이 가능한 임계성능의 나노 소재/신소자의 개발이 절실히 요구되고 있다. 또한 차세대 단말기는 휴대성의 편리함, 융복합화/다기능화, 인간 친화형이 요구되고, flexible/stretchable/bendable한 형태로 발전하고 있는 상황이다. 나노 피에조트로닉스(nanopiezotronics) 기술은 역학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 나노 발전 소자(nanogenerator)의 원리를 기반으로 하며 나노선, 나노벨트와 같은 1차원적 나노구조 소재의 압전성과 반전도성이 결합된 특성을 이용한 신기능의 미래 IT 융합 나노 전자/에너지 소자를 구현하는 기술로서 미래 유망 기술로 부각되고 있다. 현재 기술 수준은 압전 전계 효과 트랜지스터, 압전-다이오드, 압전 센서, 압전 나노 발전 소자 등과 같은 prototype 소자를 제작하는 수준에 머무르고 있으나 향후 초고감도 압전 센서, 자가발전 MEMS/NEMS 및 나노 시스템, 스마트 웨어러블 시스템, 건강 모니터링 시스템, 인체 삽입형 소자, portable 및 투명 유연 전자소자 등의 다양한 미래 융합 나노 소자 및 시스템에 광범위한 활용이 가능하며, 향후 신기능의 소자/부품/시스템 창출을 위한 기술로 자리매김할 것으로 전망된다. 본고에서는 압전 나노선, 나노튜브, 나노섬유 등의 1차원적 나노구조체 기반의 nanopiezotronics 기술과 최근의 연구결과들을 소개한다.

• 폴리머
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• 제37권4호
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• pp.526-532
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• 2013

라텍스 기법으로 제조한 폴리스티렌(PS)/탄소나노튜브(CNT) 나노복합재료의 CNT 분산 방법에 따른 유변물성과 전기 전도도를 비교하였다. PS/CNT 나노복합재료는 PS 입자와 CNT를 분산시킨 후 동결건조하여 제조하였다. 본 연구에서는 화학적 개질시 나타나는 CNT의 고유 물성 저하를 방지하기 위하여 sodium dodecylsulfate(SDS)를 첨가하는 방법과 polyvinyl pyrrolidone(PVP)으로 CNT를 감싸는 방법의 물리적 분산법을 적용하였다. 라텍스 기법에 적용한 물리적 분산 방법은 CNT의 분산에 매우 효과적이었다. SDS를 첨가한 경우는 PVP로 감싼 CNT를 사용하여 제조한 경우에 비해 나노복합재료의 유변물성의 증가폭이 낮은데 이는 저분자량인 SDS를 첨가로 인해 매트릭스의 물성이 감소하기 때문이다. CNT를 SDS로 분산시킨 나노복합재료와 PVP로 감싼 CNT를 사용한 나노복합재료의 전기적 임계점은 각각 0.23과 0.90 wt%로 나타났다. PVP로 CNT를 감싼 경우가 전기 전도도 향상 효과가 낮은데 이는 감싸고 있는 절연성의 PVP가 CNT간의 전기적 연결을 억제하기 때문이다.

• Composites Research
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• 제26권3호
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• pp.189-194
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• 2013

본 연구에서는 단방향, 직교방향, 임의의 방향 총 세 방향성을 가진 아마섬유에 첨가형 난연제로 널리 쓰이는 나노클레이를 분사한 뒤, 이 섬유를 복합재료의 제조에 사용하였다. 나노클레이는 분산성이 다른 세가지 분사방법을 사용하였으며, 제조에 사용한 기지재는 열가소성 수지인 폴리프로필렌과 열경화성 수지인 에폭시이다. 다구찌 실험계획법을 이용해서 실험을 단순화 하였으며, 실험결과 인장강도, 탄성계수, 총 충격흡수에너지, 열 방출율에 대한 최적의 복합재료 제조 조건을 얻을 수 있었다.

• Composites Research
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• 제36권4호
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• pp.270-274
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• 2023

필라멘트 와인딩 공정을 사용한 FRP 복합재의 적층 구조는 기존의 FRP 복합재의 적층 구조와는 다를 뿐만 아니라 일반적인 적층 구조를 토대로 기계적 물성에 대해서 분석하고자 한다면 그에 대한 영향을 파악하는 것이 어렵다. 따라서 전반적인 성능을 향상시키기 위해 기계적 물성을 개선하고 교차 적층 구조를 최적화하는 것이 필수적이다. 따라서 본 연구는 비정질 할로이사이트 나노튜브(Amorphous Halloysite Nanotubes, A-HNT)를 5개의 층 배열을 통해 교차 적층 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 구조의 저속 충격 특성에 미치는 영향을 조사하는 것을 목표로 한다. 중량 낙하식 충격시험을 통하여 라미네이트의 저속 충격 특성을 확인하였으며, 충격을 가한 후에 현미경을 통하여 충격 파손 모드와 손상 정도를 비교 평가하였다. 나노 입자의 첨가 여부에 따른 각각의 교차 적층 구조 라미네이트를 10 J과 15 J의 충격에너지에서 비교하였다. 10 J의 경우 흡수에너지는 각 구조에서 비슷한 경향을 보였다. 그에 비해 15 J의 경우 흡수에너지는 각 구조에서 다른 흡수에너지를 가지며, 나노 입자가 첨가되지 않은 구조가 가장 높은 흡수에너지를 가진다. 또한 광학현미경을 통하여 각 구조에서 다양한 충격 파손 모드가 관찰되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.887-894
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• 2013

복합재의 물성치 해석에 일반적으로 사용되는 일반화된 자기일치모델(Generalized Self-Consistent Model)과 수정된 에쉘비모델(Modified Eshelby Model)을 이용하여 나노유체의 열전도계수를 예측할 수 있음을 보였다. 이 유체의 열전달효과를 대폭 향상시키는 대표적인 메카니즘 중 하나인 나노입자와 기본유체 사이에 존재하는 나노층의 영향을 고려하여 나노유체의 열전도계수를 예측하였다. 본 연구는 나노층의 열전도계수가 일정한 값을 가질 때 기존 대표적인 모델과 동일한 결과를 보였으며, 선형적으로 변할 때 역시 문헌에 있는 모델과 동등한 수준의 예측 값을 보였다. 알루미나와 산화구리를 나노입자로 물과 에틸렌글리콜을 기본유체로 한 나노유체의 열전도계수에 대한 실험결과와 본 모델의 예측결과를 비교함으로써 본 모델의 타당성을 입증하였다.

• Composites Research
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• 제21권3호
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• pp.18-23
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• 2008

쾌속 조형(Rapid Prototyping; RP) 기술은 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 RP 기술을 이용한 나노복합재 적층장치(Nano Composite Deposition System, NCDS)를 사용하여 이식 가능한 약물전달시스템을 제작하였다. 약물전달시스템 복합재는 약물 입자로 5-fluorouracil (5-FU)를 사용하였으며, 생분해 고분자 매트릭스로 PLGA85/15를 사용하였다. 제작된 약물전달시스템은 넓은 표면적을 가질 수 있도록 지지체(scaffold) 형상으로 제작되었으며, in vitro 환경에서의 약물방출실험이 수행되었다. 약물방출제어를 위하여 생체적합재료인 수산화아파타이트(Hydroxyapatite, HA)를 약물-고분자 복합재에 첨가하였다. 약 50일간의 방출실험을 통하여 약물방출의 가능성을 보임을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.629-636
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• 2014

비정질합금이 가지고 있는 우수한 기계적 성질과 화학적 특성을 부품소재에 표면개질을 목적으로 고속화염 용사법으로 대면적 코팅층을 형성하였고 내열성이 높은 자융성합금과 초경합금 성분들을 적절히 혼합하여 비정질기지 복합재료를 제조하여 코팅들의 미세조직 관찰과 나노인덴테이션을 이용한 미세표면의 기계적 거동을 분석하였다. 각 코팅층의 미세조직을 관찰한 결과, 단일상 비정질 코팅에는 미용융 입자와 lamellae 영역이 존재하고 자융성합금이 고용된 복합재에는 in-situ $Cr_2Ni_3$ 석출물, 자융성합금과 초경합금성분이 함께 혼합된 코팅층은 석출물과 ex-situ WC 강화입자가 공존하였다. 이들 미세표면의 기계적 거동은 제 2 상이 고용된 비정질 기지 복합재의 코팅층의 기계적 특성이 전체적으로 향상되었다.