본 연구에서는 폴리유산 나노복합재의 열탄성 거동을 예측하기 위해 분자동역학 전산모사를 수행하고 그 결과를 열탄성 미시역학 모델 예측해와 비교하였다. 폴리유산의 두 이성질체인 D유산(Poly D-lactide)와 L유산(Poly L-lactide)을 혼합한 스테레오 콤플렉스를 모델링하였고 이들을 기지로 사용한 탄소나노튜브 나노복합재를 구성하였다. 유산의 분해 유무에 따른 유리전이온도와 탄성계수 그리고 열팽창계수를 앙상블 전산모사를 통해 예측하였다. 미시역학 모델에서는 계면의 완전 결합을 가정한 이중입자 모델을 적용하여 탄성계수와 열팽창계수를 동일한 조성에서 예측하였다. 그 결과 열적 안정성에 있어 스테레오 콤플렉스에 탄소나노튜브가 첨가될 경우 유산의 뛰어난 계면 흡착과 이에 따른 열적 안정성 향상을 보였다. 순수한 유산과 나노복합재 모두 가수 분해에 따른 열적 특성 변화는 관찰되지 않았다. 또한, 스테레오 콤플렉스와 나노튜브 간 계면은 약한 불완전 결합상태 임을 알 수 있었다.
입자강화 금속기지 복합재는 입자와 기지재간의 열팽창계수 차이와 탄소성 강성도의 차이에 따라 변형률 구배가 발생하고 이로 인한 기하적 필수 전위가 입자 주위에 형성됨에 따라 변형시 입자 크기 의존 길이 스케일에 의한 강화 효과를 가지고 있다. 본 연구에서는 유한요소법을 활용하여 복합재를 압밀 성형할 때 입자 주위에 펀칭되는 기하적 필수 전위에 의한 강도 증가를 입자 주위 영역에 부가시켜 입자 의존 길이 스케일이 복합재의 입자 경계 파손 및 기지재의 연성 파손에 미치는 영향을 살펴 보았다. 파손 거동은 입자의 크기와 체적비를 달리하고, 특히 분리 에너지와 강도 등의 경계 파손 물성값을 변화시켜가는 매개변수적 계산을 수행하여 관찰하였다. 두 개의 파손 모드는 서로 영향을 미치면서 입자 크기 의존 길이 스케일에 밀접하게 연관됨을 보였다. 즉 입자의 크기가 작은 경우에 입자의 크기가 큰 경우에 비하여 입자를 둘러싸고 있는 기하적 필수 전위가 상대적으로 더 집적됨으로 인해 입자경계와 기지재의 연성 파손에 의한 복합재의 파손 개시가 지연되고 파손이 진행되는 동안의 유동 응력 감소도 상대적으로 작은 것을 보였다.
본 연구에서는 액상가압공정을 통해 고체적율의 SiC 입자가 균일 분산된 알루미늄 금속복합재료를 제조하고, 미세조직, 기계적 특성 및 내마모 특성에 대해 분석하였다. 입자크기가 다른 이종 SiC 입자가 약 60 vol.% 이상의 체적율로 균일하게 분산된 SiC/Al7075 복합재료는 단일 SiC 입자로 강화된 복합재료에 비해 체적율이 약 12% 이상 높았으며 압축강도가 200 MPa 이상 증가하였다. 내마모시험 결과 이종 SiC 입자 금속복합재료의 경우 마모너비와 깊이가 각각 $285.1{\mu}m$, $0.45{\mu}m$이며, 마찰계수는 0.16으로 내마모 특성이 가장 우수하였다.
This study reports the analysis of the pressure drop characteristics for the air-particle flow in powder transport piping system. The pressure drop characteristics of air-particle flow in piping system is not well understood due to the complexity of particles motion mechanism. Particles or powders suspended in air flow cause the increase of the pressure drop and affect directly the transportation efficiency. In this study, the pressure drop in powder transport piping system with straight and curved pipes is analyzed for the interactions of air flow and particle motion. The total pressure drop increases with increasing of the pipe length, the mixture ratio, and the friction factor of particles due to the increasing friction loss by air and particles in a coal piping system. For the coal powders of $74{\mu}m$ size and powder-to-air mass mixture ratio of 0.667, the total pressure drop by the consideration of powders and air flow is $30\%$ higher than that of air flow only.
KCI을 사용한 용융염합성법에 의해 침상형$(Pb_{1-x}Ba_x)_{1-y}La_{2y/3}Nb_2O_6$ (PBLN)분말을 합성하고 합성분말의 형상에 미치는 Ba 및 La 치환의 영향을 조사하였다. 또 이 침상형 분말을 사용하여 doctor-blade법 및 hot-press 법에 의해 입자배향 세라믹스를 제작하고 유전적, 압전적, 광학적 성질을 조사하였다. 얻어진 PBLN 분말의 형상 및 입자배향 PBLN 세라믹스의 전기적 특성은 분말합성시의 열처리조건과 Ba 및 La 치환량에 따라 현저히 달랐다. 특히 PBLN 세라믹스의 유전율 및 전기기계결합계수는 입자배향 세라믹스 제작시의 가압방향에 따라 뚜렷한 이방성을 나타내었다.
품종을 달리한 쌀 전분에서 호화온도에 영향을 주는 인자들을 조사하였다. 품종에 따라 호화온도, 아밀로오스 함량, 전분입자의 크기 분포도 및 결정화도는 모두 유의적인 차이를 보여주었다(${\alpha}=0.01$). 전분의 호화온도는 전분입자의 결정화도와 높은 양의 상관관계를 보여주었다(r=0.67, p<0.01). 그러나 전분입자의 크기분포와 아밀로오스 함량은 쌀 전분의 호화온도에 전혀 영향을 주지 못했으며, 이는 상관관계 계수와 주사 전자현미경에 의한 관찰에 의해 확인되었다. 또한 쌀 전분입자의 성상 및 크기와 아밀로오스 함량과는 아무런 관계가 없음이 주사 현미경 관찰에 의해 확인되었다.
본 연구는 미세유체 장치를 통해 제조가 이루어진 펙틴 하이드로겔 입자의 수거 방법을 다르게 하였을 때 각 방법에 따른 하이드로겔의 물리적 특성을 비교한 것이다. 펙틴 하이드로겔 입자는 미세유체 채널 내에서 미네랄 오일에 분산된 칼슘 이온에 의해 겔화되고 이후 각각 파이펫팅법, 튜브법, 침전법을 통해 수거하였다. 각 방법으로 수거된 펙틴 하이드로겔 입자의 단분산성을 분석한 결과 침전법의 변동 계수(Coefficient of variation)는 3.46으로 파이펫팅법(18.60)과 튜브법(14.76)의 변동 계수보다 월등히 낮아 가장 우수한 단분산성 하이드로겔 입자를 만들 수 있었다. 상기 침전법을 이용한 조건에서 분산상과 연속상의 부피유속 및 펙틴 용액의 점도를 조절함으로써 $30{\mu}m$에서 $180{\mu}m$까지의 다양한 크기를 갖는 단분산성 펙틴 하이드로겔을 제조할 수 있었다. 본 논문에서 제시한 펙틴 하이드로겔 입자는 생체 물질을 손쉽게 함입할 수 있으므로 이는 향후 약물전달, 식품, 그리고 생체적합성 재료 등으로 활용 가능할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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