• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.213-214
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• 2023

The burden of housing heating costs has increased as energy prices such as global oil prices (28.1%), LNG (38%) and minerals (100%) have soared due to the Ukraine crisis. Accordingly, an electrically conductive cement composites had developed using waste carbon materials such as waste cathode materials, waste CNTs, and waste carbon fibers, and the heat generation performance was evaluated.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.77-83
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• 2017

섬유강화 세라믹 복합재료 제조 방법 중 실리콘 용융 침투 공정법(Liquid Silicon Infiltration-LSI)은 낮은 제조단가 및 짧은 공정 시간 등의 장점을 가진다. 본 연구에서는 고온 내산 특성이 우수한 SiC 섬유를 LSI 공정에 적용하기 위해 결정화도와 산소함량이 다른 세 가지 SiC 섬유(Tyranno SA, LoxM, Tyranno S)를 이용하여 $SiC_f/SiC$ 복합재료를 제작하고 그 적용 가능성을 확인하였다. LSI 공정을 통해 제조된 $SiC_f/SiC$ 복합재료는 모두 2% 미만의 기공률로 치밀화 되었지만, 섬유의 결정화도와 산소함량에 따라 3점 굽힘강도는 큰 차이를 나타냈다. 이는 $1450^{\circ}C$ 이상의 높은 LSI 공정 온도에 SiC 섬유가 노출 될 경우 비정질 SiOC상이 결정화되며 수축하는 현상과 섬유 내 잔존 산소-모재 내 탄소의 반응으로 인한 미세구조 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 이는 SEM, XRD 및 TEM 분석을 통해 섬유 종류별 공정온도에서의 특성 변화로 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권12호
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• pp.842-845
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• 2005

Glass composites containing ceramic fiber have been developed for Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) seals. Effect of glass type, loading pressure and thermal cycle the leak rates of composite seals was investigated. Seal performance of two commercial glasses was compared with that of $SiO_2BaO-B_2O_3$ glass synthesized in this work. The leak rate for seals made of pyrex(R) increases from $\~0.0005\;to\;\~0.004sccm/cm$ as the gas pressure increases from 10 to 50 kPa. The soda lime silicate glass seal shows the leak rate two times higher than the one made of pyrex(R) or $SiO_2BaO-B_2O_3$ glass. The viscosity of glass at the seal test temperature is presumed to affect the leak rate of the glass seal. As the applied loading pressure increases from 0.4 to 0.8 MPa at $750^{\circ}C$, the leak rate decreases from 0.038 to 0.024 sccm/cm for composite seals. It has been found that during 50 thermal cycles between $450^{\circ}C\;to\;700^{\circ}C$ leak rates remained almost constant, ranging from 0.025 to 0.03sccm/cm. The results showed an excellent thermal cycle stability as well as sealability of the glass matrix ceramic fiber composite seals.

• 센서학회지
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• 제31권2호
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• pp.102-106
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• 2022

Currently, the demand for real-time monitoring of water quality has increased dramatically. Total organic carbon (TOC) analysis is a suitable method for real-time analysis compared with conventional biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD) methods in terms of analysis time. However, this method is expensive because of the complicated internal processes involved. The photocatalytic titanium dioxide (TiO2)-based TOC method is simpler as it omits more than three preprocessing steps. This is because it reacts only with organic carbon (OC) without extra processes. We optimized the rate between the TiO2 photocatalyst and binder solution and the TiO2 concentration. The efficiency was investigated under 365 nm UV exposure onto a TiO2 coated substrate. The optimized conditions were sufficient to apply a real-time monitoring system for water quality with a short reaction time (within 10 min). We expect that it can be applied in a wide range of water quality monitoring industries.

• 한국재료학회지
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• 제34권3호
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• pp.175-183
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• 2024

Geopolymer, also known as alkali aluminum silicate, is used as a substitute for Portland cement, and it is also used as a binder because of its good adhesive properties and heat resistance. Since Davidovits developed Geopolymer matrix composites (GMCs) based on the binder properties of geopolymer, they have been utilized as flame exhaust ducts and aircraft fire protection materials. Geopolymer structures are formed through hydrolysis and dehydration reactions, and their physical properties can be influenced by reaction conditions such as concentration, reaction time, and temperature. The aim of this study is to examine the effects of silica size and aging time on the mechanical properties of composites. Commercial water glass and kaolin were used to synthesize geopolymers, and two types of silica powder were added to increase the silicon content. Using carbon fiber mats, a fiber-reinforced composite material was fabricated using the hand lay-up method. Spectroscopy was used to confirm polymerization, aging effects, and heat treatment, and composite materials were used to measure flexural strength. As a result, it was confirmed that the longer time aging and use of nano-sized silica particles were helpful in improving the mechanical properties of the geopolymer matrix composite.

• 한국재료학회지
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• 제28권12호
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• pp.763-768
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• 2018

In this study, glass fibers are fabricated via a continuous spinning process using manganese slag, steel slag, and silica stone. To fabricate the glass fibers, raw materials are put into an alumina crucible, melted at $1550^{\circ}C$ for 2 hrs, and then annealed at $600^{\circ}C$ for 2 hrs. We obtain a black colored glass. We identify the non-crystalline nature of the glass using an XRD(x-ray diffractometer) graph. An adaptable temperature for spinning of the bulk marble glass is characterized using a high temperature viscometer. Spinning is carried out using direct melting spinning equipment as a function of the fiberizing temperature in the range of $1109^{\circ}C$ to $1166^{\circ}C$, while the winder speed is in the range of 100rpm to 250rpm. We investigate the various properties of glass fibers. The average diameters of the glass fibers are measured by optical microscope and FE-SEM. The average diameter of the glass fibers is $73{\mu}m$ at 100rpm, $65{\mu}m$ at 150rpm, $55{\mu}m$ at 200rpm, and $45{\mu}m$ at 250rpm. The mechanical properties of the fibers are confirmed using a UTM(Universal materials testing machine). The average tensile strength of the glass fibers is 21MPa at 100rpm, 31MPa at 150rpm, 34MPa at 200rpm, and 45MPa at 250rpm.

• 공업화학
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• 제26권1호
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• pp.59-66
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• 2015

본 연구는 유기계 보온단열재의 장점인 경량성과 연질특성을 갖는 무기계 보온단열재의 제조를 위한 새로운 개념의 무기질 저온 발포 공정에 관한 것이다. 새로운 무기질 발포 공정은 섬유상인 해포석 및 규산알루미늄으로 하여금 발포체의 골격을 형성토록 하고, 저온에서 기체 발생이 가능한 발포제를 사용하여 무기질 섬유상 골격체가 팽창되어 공동을 형성하게 하며, 이 형성된 공동 속에 낮은 열전도도를 갖는 무기질 다포체인 팽창진주암을 채우는 것이다. 총괄적으로 무기질 재료를 고온 용융함이 없이 저온에서 무기질 발포체의 제조가 가능하게 된다. 이를 위해서 섬유상인 해포석의 해섬처리과정, 발포를 위한 섬유상 슬러리의 열처리공정 등 다양한 준비공정이 필요하며, 열처리 전 슬러리의 최적 조성물 조건이 요구된다. 제조된 발포체는 경량, 연질의 보온단열재로서의 겉보기 밀도, 내력 강도, 굽힘강도, 고내열성 등의 물성을 보여주었다.

• Composites Research
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• 제35권1호
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• pp.23-30
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• 2022

폴리카보실란은 탄화규소 섬유 방사와 세라믹 제조를 위해 필요한 중요한 전구체이며, 이 전구체는 제조방법 및 공정에 따라 고내열성 및 내산화성 및 연속적인 탄화규소 섬유 생산 능력이 달라진다. 탄화규소 섬유는 폴리카보실란의 합성, 정제 및 분자구조제어기술, 그리고 이를 이용한 용융방사 및 안정화, 열처리 공정을 통해 제조된다. 본 논문에서는 폴리카보실란 전구체를 다양한 용매처리를 통하여 전구체 내에 존재하는 미반응물 및 저분자량의 정제효과를 파악하였으며, 또한 다양한 온도에서의 열처리에 따른 폴리카보실란 전구체의 중합 및 네트워크 재배열에 의한 변화에 대해 열적 분석을 실시하였다. 특히, 폴리카보실란 전구체의 유변물성 특성을 통해 용매처리 및 열처리에 따른 복합점도 및 구조적 배열의 변화를 분석하였다.

• Composites Research
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• 제32권3호
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• pp.148-157
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• 2019

본 연구에서는 탄소섬유, 탄화규소섬유 그리고 하이브리드섬유를 강화재로 하여 TGCVI와 PIP 혼합 공정으로 $C_f/SiC$, $SiC_f/SiC$, $C_f-SiC_f/SiC$의 세라믹복합재를 제조하였다. 열충격싸이클시험, 3점 굴곡시험과 Oxy-Acetylene 토취 시험후에 그들의 기계적물성, 산화저항성과 내삭마성을 평가하였다. $C_f/SiC$복합재는 온도 증가에 따라서 기계적물성의 감소와 준 연성의 파단모드, 그리고 높은 삭마량을 보였다. $SiC_f/SiC$복합재는 $C_f/SiC$ 복합재에 비하여 강한 기계적물성, 낮은 삭마량을 그리고 취성의 파단모드를 나타냈다. 한편 하이브리드 복합재는 가장 우수한 기계적물성과 $SiC_f/SiC$보다는 연성의 파단모드 그리고 $C_f/SiC$ 보다 낮은 삭마량의 결과를 나타냈다. Oxy-Acetylene 토취 시험 중에 SiC매트릭스는 산화되어 $SiO_2$층을 형성하였으며, 특히 이 층은 $C_f-SiC_f/SiC$와 $SiC_f/SiC$ 복합재에서 섬유의 추가적인 삭마를 막는 역할을 하는 것으로 나타났다. 결론적으로 낮은 기공율을 갖는 하이브리드 복합재를 제조한다면, $C_f/SiC$의 산화로 인한 기계적물성의 감소와 $SiC_f/SiC$ 복합재의 취성 파단모드의 개선으로 고온 산화분위기에서 고온열구조재로의 적용이 높을 것으로 기대한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권11호
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• pp.1035-1041
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• 2002

세라믹섬유지에 VOC 흡착특성이 우수한 제올라이트-Y와 ZSM-5를 담지시키기 위하여 바인더로 사용된 실리카 졸의 첨가량 변화에 따른 흡착제의 표면고착특성을 고찰하였다. 세라믹섬유지에 담지된 제올라이트는 입자가 고르게 분산되어 31 wt% 정도가 고착되었으며, X-ray 회절분석결과 담지 후 열처리와 바인더의 사용에도 불구하고 제올라이트는 원래의 결정구조를 유지하였다. 담지된 제올라이트의 비표면적 감소는 메조포어의 감소에 따른 것으로, VOC 흡착에 가장 유효한 $20{\AA}$ 미만의 마이크로포어에는 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 세라믹섬유지로 제조한 직경 10cm, 길이 40cm의 허니컴에 제올라이트를 담지시켜 톨루엔, MEK, Cyclohexanone에 대한 흡착실험결과 흡착제거효율이 모두 97% 이상으로 나타났으며, 회전식 흡착농축장치에 적용할 경우 VOC 농도 300 ppmv의 오염공기를 $42 Nm^3/h$ 정도 연속적으로 처리할 수 있는 흡착특성을 나타내었다.