• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.114-114
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• 2018

탄소 재료는 뛰어난 물성에서 다양한 재료로의 응용이 기대되고 있다. 특히, 이종 원소 함유 카본 재료는 전기적 특성과 촉매성의 발현 등 새로운 기능을 카본 재료에 부여할 수 있어서 연료 전지, 에너지 저장, 태양 전지 등에의 응용이 기대되고 있다. 최근, 용액 중의 저온 플라즈마인 솔루션 플라즈마(solution plasma process)를 이용하여 벤젠 용액 등에서 탄소 재료 합성에 성공하였다. 그러나 기존의 연구에서는 솔루션 플라즈마 프로세스를 이용하여 합성한 이종원소 카본은 전도성이 낮아 이종원소의 함유량을 낮추는 고온의 열처리가 필요했다. 따라서 본 연구에서는 우수한 물리적 전기적 특성을 갖는 그래핀(graphene)과 같은 이종 원소 카본 나노시트(heteroatom carbon nanosheets)의 합성 및 메커니즘(mechanism)에 대해 검토하였다. 다양한 이종원소를 포함한 유기용매 안에 바이폴라 펄스 전원에 의한 전압을 두 텅스텐 전극 간에 인가하고, 솔루션 플라즈마를 생성하여 이종원소 카본 재료를 합성했다. 플라즈마 생성은 텅스텐 봉을 전극으로 사용하고 전압을 2.0 kV, 펄스 주파수를 200 kHz, 펄스 폭을 $1.0{\mu}s$, 전극 간 거리를 1.5 mm에서 일정하게 유지하며 200 mL 유기용매 중에서 방전시키는 것으로 재료를 합성했다. 플라즈마 방전 후, 필터을 이용하여 흡인 여과한 뒤 $200^{\circ}C$에서 1 시간 동안 건조 시켰다. 건조 후의 이종원소 카본의 물리적 특성을 원소 분석, X선 회절 법(XRD), 저항률 측정, 투과형 전자 현미경(TEM) 및 라만 분광법, 전자 현미경(SEM), X-선광전자분광기(XPS)등을 이용하여 카본의 형상 및 특성을 분석하였다. 그 결과 다양한 이종원소를 포함한 유기용매 중 2-pyrrolidone을 사용했을 때, 이종 원소 카본 나노시트를 합성하는데 성공하였다. 또한, 이 연구방법을 통해서 솔루션 플라즈마 프로세스를 통한 카본 나노시트 합성의 메커니즘을 규명하였다.

• Elastomers and Composites
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• v.37 no.2
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• pp.86-98
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• 2002

The application of silica/carbon black dual phase fillers to natural rubber(NR) compound was investigated. When the amounts of filler content were restricted to 60phr, the optimum ratio of dual phase fillers were 25phr/35phr of silica/carbon black. It was found that these new fillers give better overall performance in comparison with carbon black in tear strength, crack resistance, and cutting resistance. Also the thermal degradation resistance of NR vulcanizates which were filled with dual phase fillers was better than that of the carbon black. Dual phase fillers filled NR vulcanizates showed better viscoelastic properties, like tan${\delta}$, for the wet skid resistance and rolling resistance of motor vehicle tires.

• Resources Recycling
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• v.10 no.3
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• pp.51-59
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• 2001

Impurities removal from waste carbon black was carried out to produce high-grade carbon black. A large amount of hydrophilic carbon black is produced as a byproduct of the hydrogen production process by flame decomposition of water. Due to its impurities content such as sulphur, iron, ash, etc., it can only be used as low-grade carbon or burnt out. High-grade hydrophilic carbon black is 3~5 times more expensive than oil-based carbon black because of high production cost associated with process complexly and pollutant treatment. Hydrophilic carbon is normally used for conductive materials for batteries, pigment for plastics, electric wire covering, additives for rubber, etc. In these applications, impurity content must be blow 1 fe. In this study, magnetic separation, froth flotation and ultrasonic treatment were employed to remove impurities from the low-grade hydrophilic carbon black. Results showed that the ash, iron and sulphur content of product decreased to less than 0.01 wt.%, 0.01 wt.% and 0.3 wt % respectively and the surface area of product was about 930 $m^2$/g for conductive materials.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.7 no.3
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• pp.225-236
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• 1995

세가지 가교제 즉 황, tetramethyltyiuram disulfide (TMTD) 및 dicumyl peroxide(DCP)로 각각 가교시킨 카본블랙 충진 고분자 망상 시료들에 대해 일축연신 실험 을 통해 얻은 Mooney plot를 분석, 가교 탄성율 Gc와 엉킴 탄성율 Ge를 각각 구하였다. 각 가교계에 대하여 Gc를 통해서는 가교 사슬간의 평균분자량, 망상사슬과 카본블랙간 결합체 의 밀도 및 평균 면적 등을 Gc를 통해서는 카본블랙 첨가에 따른 관경비를 각각평가하였다. 황 가교제의 경우 Gc가 가장 높았으며 망상 사슬과 카본블랙간의 결합이 가장 잘 이루어졌 다. TMTD와 DCP가교제의 경우는 황의경우보다 카보블랙 입자와의 결합력은 낮았으나 결 합체들의 분포는 더욱 조밀하게 나타났다. 또한 Ge평가로부터는 TMTD 가교계가 카본블랙 충진에 의해 관경이 가장크게 증가함을 알수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• v.33 no.5
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• pp.355-362
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• 1998

The purpose of this paper is to develop a rational engineering conductive carbon filled composite through understanding of the effect of conductive carbon black. Polycabonate(PC), Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer(ABS) and PC/ABS resin were used as matrix of the conductive polymer composites. From the experimental results, PC filled with the fiber shaped carbon black showed a possibility to be a rational engineering conductive composite.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.13 no.3
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• pp.34-40
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• 2009

For the preparation of carbon-slurry fuel, the effects of process parameters on the carbon dispersion stability in the liquid fuel have been investigated. The dispersion stability of carbon-slurry fuels could be monitored by measurements of particle size and carbon contents in the different positions, and observation of dispersion states after centrifuging. Through the application of various additives, it was found that NB463S84 based on polyolefin succinimde showed the best dispersion and longest stability life of carbon-slurry fuel. Also, PIBSI (polyisobutenyl succimide) with the similar functional groups to NB463S84 was effectively synthesized and same dispersion stability was verified by application to carbon-slurry fuel. Finally, the possibility of practical use of carbon-slurry fuels was confirmed by application of the mixing conditions obtained from g scale to kg scale preparation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1998.02a
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• pp.62-62
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• 1998

다이아몬드상 카본은 경도, 열전도 둥이 다이아몬드와 비슷하면서도 박막 성장이 쉬워 다른 재료의 표면보호용 코탱막으로 웅용되고 있다. 최근에 다이아몬드상 카본 박막의 이러한 특성은 전계방출 음극 소자가 이온 충돌, 온도 상승에 의해 마모되는 것을 방지 하는데도 용용되고 있다. 이러한 보호막 기능뿐만 다이아몬드상 카본 박막용 편평한 기 판에 성장시켜 평판 전계방출 음극으로 이용하는 것도 시도되고 었다. 본 연구에서는 이 온빔 스퍼트링 방법으로 다이아몬드상 카본 박막을 성장시켰다. 합성하기 전 챔버의 기 본 압력은 3.2 X 10-7 Torr이었다. 기판으로는 타이타니움 평판, n-타엽의 실리콘 평판, I ITO가 코탱된 유리 평판올 사용하였으며, 중착 전에 기판올 400 V, 15 mA의 알곤 이온 으로 1분간 스퍼트링하여 불순물 막을 제거하였다. 박막 합성시에는 챔버 압력이 3.5 x 1 10-4 To$\pi$가 될 때까지 알곤을 채우고 알곤빔 전류는 30 mA에 고정시키고 빔 에너지를 각각 750, 1000, 1250 eV로 바꾸면서 타켓올 스퍼트랭하였다. 질소를 다이아몬드상 카본 박막애 첨가하면 n-타업 불순물 주입 효과가 있게된다. 질소가 첨가된 박막을 만들기 위 해서는 별도의 이온 총올 사용하여 탄소 타켓 스퍼트령과 동시에 기판에 질소 이온을 입 사시켰다. 만들어진 시료로부터 3 X 10-7 To$\pi$ 진공에서 전류-전압 특성올 조사하였다. 양극으로는 면평한 금속판올 음극 위 150 11m 높이에 셜치하였다. 박막의 물성은 전자 현미경, 오제 전자분광 둥으로 조사하였다. 다이아몬드상 카본 박막을 다른 종류의 편명 한 기판에 합성 조건올 바꾸면서 성장시켜 박악의 특성파 기판이 전계방출에 미치는 영 향을 조사하였다. 합성된 다이아몬드상 카본필름의 전자방출 특성은 기판의 종류와 필름 의 구조 및 필름의 두께에 따라 크게 변화하였다. 이러한 전자방출 거동으로부터 전계 방출 메커니즘을 제시하고자 하였다. 또한, 다이아몬드상 카본 박막으로부터의 전계방출 은 전기장올 인가하는 방법에도 영향을 받는다. 따라서, 본 연구에서는 전기장올 순환 인 가하면서 전계방출 전후의 박막 특성 변화를 조사하여 전계방출 메커니즘올 연구하였다.

• Elastomers and Composites
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• v.37 no.2
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• pp.99-106
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• 2002

In this work, the surface properties and mechanical interfacial properties of the carbon blacks treated by oxygen plasma were investigated. The surface properties of carbon black by oxidation process of oxygen plasma were studied in acid-base surface value, zeta potential, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). And their mechanical interfacial properties of the carbon black/rubber composites were evaluated by the composite tearing energy ($G_{III}c$). As a result, it was found that the introduction rate of oxygen-containing polar functional groups, such as carboxyl, hydroxyl, lactone, and carbonyl groups, onto the carbon black surfaces was increased by increasing the plasma treatment time. It revealed that the polar rubber, such as acrylonitrile butadiene rubber (NBR), showed relatively a high degree of interaction with oxygen-containing functional groups of the carbon black surfaces, resulting in improving the tearing energy ($G_{III}c$) of the carbon black/acrlyonitrile butadiene rubber composites.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.8 no.4
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• pp.429-435
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• 2020

In this study, physical properties and EMP shielding performance evaluation of cement paste according to the amount of milled carbon fiber was conducted to develop EMP shielding cement using carbon fiber. The length of the milled carbon fiber used was 100㎛, and it was used as a cement admixture because it showed a powdery form to the naked eye. As a result of the experiment, when 5% of the amount of cement was used, the milled carbon fiber was effective in compressive strength and EMP shielding, and the shielding effect did not increase when used beyond that. As a result of examining the EMP shielding performance according to the thickness of the specimen, the plain without milled carbon fiber had no effect of increasing the shielding rate according to the thickness. The shielding performance of the specimens using the milled carbon fiber increased as the thickness increased. Therefore, in order to increase the EMP shielding rate when comparing and evaluating the performance according to the amount of milled carbon fiber used and the thickness of the specimen, 5% of the milled carbon fiber used is optimal. In addition, the method of increasing the thickness is considered to be effective.

• Fire Science and Engineering
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• v.24 no.4
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• pp.104-108
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• 2010

This paper describes electrical fire on electric pad using carbon type hot wires. A carbon type hot wires electric pad is virtually impossible to connect hot wire as a method of electrical welding or soldering. In order to connect between hot wires, that has to splice carbon type material connector. If junction of hot wires was occurrence of poor connection on electric pad, it increase contact resistance on this junction point. With increasing contact resistance, junction of hot wires on electric pad generates local heating and finally leads to electrical fire. In this paper, we analyzed shape of damage in hot wires caused by electrical local heating and investigated fire cause on electric pad using by carbon type hot wires.