• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.145.2-145.2
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• 2010

탄소복합소재 분리판의 연료전지 성능을 시험하기 위해 소형 고분자연료전지 스택을 제작하였으며 연료전지 운전에 따른 성능변화를 측정하여 탄소복합소재 분리판이 연료전지 스택의 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 자체 설계한 가스유로로 디자인된 분리판과 MEA를 적층한 스택의 초기 성능과 장기간 운전에 따른 전압 감소를 측정하였다. 또한 장시간 운전 동안 각 셀의 전압 거동도 함께 측정하였으며 비교를 위해 흑연 분리판을 이용하여 제작한 스택의 성능도 함께 시험하였다. 스택에서 각 셀의 성능은 단위전지에서의 성능과 유사하게 나타나 분리판과 스택의 구조가 셀의 성능을 충분히 보여줄 만큼 적절히 디자인된 것을 알 수 있었으며, 장시간 운전 동안 전류가 증가함에 따라 스택의 성능 감소도 점차 증가하였으며 두 종류의 스택이 유사한 성능 감소를 보여 자체 제작한 탄소복합소재 분리판이 흑연 분리판과 유사한 성능을 보임을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.481-487
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• 2011

본 논문은 파열판 시험결과와 유한요소해석 결과를 비교하기 위한 것이다. 파열판은 고압장치에서 안전장치로 사용하고 있으며, 추진기관에서는 파열을 임의로 제어하기 위한 장치로서 사용한다. 탄소성 물성치를 이용하여 재해석을 수행한 이유는 탄소성 해석을 사용하여 압력용기 파열판의 한계하중 계산결과를 검증하고 임의의 형상에 대한 파열판의 한계하중을 계산하기 위한 것이다. 본 논문에서는 내식성이 우수한 고연성 소재인 AISI 316L을 이용하여 제작한 파열판의 파열시험을 수행하였다. 결과를 통하여 파열판의 크기에 대한 파열압력의 변화를 확인하고 유한요소해석 결과를 비교하여 탄소성 물성의 수정을 통해 정확성을 향상시켰으며, 임의의 형상에 대한 파열판 해석을 수행함으로써 계산 결과를 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권3호
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• pp.49-56
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• 2012

파열판은 고압장치에서 안전장치로써 사용하고 있으며, 추진기관에서는 파열을 임의로 제어하기 위한 장치로써 사용한다. 본 논문은 파열판의 파열압력 시험결과와 유한요소해석 결과를 비교하기 위한 것이다. 본 논문에서는 AISI 316L을 이용하여 제작한 파열판의 파열시험을 수행하였으며, 탄소성 물성치와 진 응력-변형률 관계의 다양한 가정을 이용하여 파열판의 파열압력을 계산하였다. 파열시험과 탄소성해석 결과를 통하여 파열판의 크기에 대한 파열압력의 변화를 확인하였다. 시험과 유한요소해석을 통해 파열압력은 파열판의 크기에 의존하며, 탄소성해석을 수행한 결과 다중 선형 응력-변형률 선도만이 의미있는 예측치를 계산할 수 있었다. 파열시험을 통하여 파열판의 크기에 따라 파열위치가 다르다는 것을 확인할 수 있었다. 시험과 해석 결과는 파열판의 크기 변화를 통하여 파열판의 파열압력을 제어하기 위해 사용할 수 있다.

• 전기화학회지
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• 제12권1호
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• pp.68-74
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• 2009

본 연구에서는 탄소성형 분리판의 물리화학적, 전기화학적 특성을 분석하여 수소 및 개미산연료 전지의 성능에 미치는 영향을 알아보았다. 기존 기계가공 탄소분리판과 탄소복합소재 탄소성형 분리판의 접촉저항, 부식특성, 소수성을 비교 평가하였다. 특히, 현재 연구개발 중인 탄소복합소재 성형분리판의 경우 계면접촉저항이 기계가공 분리판보다 1.5배 높게 나타났으며, 내식성 실험에서는 산에 취약하여 분리판 표면이 거칠어지고 결정성이 감소하였다. 연료전지의 성능은 분리판의 계면접촉저항에 크게 영향을 받았으며, 계면저항이 적은 기계가공 분리판이 수소 및 개미산 연료 전지에서 높은 성능을 나타냈다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.839-847
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• 2021

연구목적: 본 연구에서는 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동을 해석하였다. 이를 위해, 등기하해석과 고차전단변형이론을 결합한 수치해석 방법을 이용하였다. 연구방법: 전단보정계수를 사용하지 않고 기하학적 비선형성을 고려할 수 있는 고차전단변형이론을 통하여 휨이 작용하는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 비선형 거동방정식을 유도하였으며, 수정된 Newton-Raphson 반복 기법을 사용하여 등기하해석방법에 기반한 시스템 방정식의 해를 구하였다. 연구결과: 탄소 나노튜브의 배치 양상, 폭-두께 비 및 경계조건은 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동에 많은 영향을 끼침을 확인하였다. 결론: 제안된 고차전단변형이론에 근거한 등기하해석 방법은 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동을 정확하고 효과적으로 해석하는 것을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제29권5호
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• pp.243-248
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• 2016

열경화성 탄소 섬유 복합재료 분리판은 높은 기계적 특성뿐만 아니라 높은 내산성을 갖으나, 높은 제조단가 및 낮은 자체저항이 극복해야 할 가장 큰 장애물이다. 따라서 본 연구에서는, 열가소성 폴리머를 복합재료 분리판의 기지로 적용하여 분리판 생산성과 자체저항이 모두 증가된 열가소성 탄소 복합재료 분리판을 개발하였다. 전기 전도도 및 기계 강도를 증가시기키 위하여 평직 형태의 탄소 섬유 직물을 사용하였으며, 분리판의 자체 저항을 감소시키기 위하여 전도성 나노입자를 열가소성 기지에 혼합하였다. 개발된 분리판의 면적 비저항 및 기계물성을 고온 연료전지 작동 온도 및 스택의 체결압에 따라 측정하였다.

• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.222-228
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• 2019

양성자 교환막 연료전지 (PEMFC) 시스템은 환경 친화적인 전력 공급원으로 많은 잠재적 용도를 가지고 있다. 탄소섬유 복합재료 분리판은 산성환경에서 내부식성이 우수하며 높은 비강도와 비강성을 갖지만, 상대적으로 낮은 전기전도도로 인하여 PEMFC의 효율을 떨어뜨린다. 본 연구에서는 분리판의 전기 저항을 감소시키기 위하여 전기 전도성 입자(흑연 분말과 카본 블랙)를 탄소-에폭시 복합재료 프리프레그에 도포하였다. 전기 저항과 기계적 특성을 기존의 시험 방법을 사용하여 측정하였으며, 개발된 탄소 복합재료 분리판의 단위 셀 성능평가를 실시하여 기존의 분리판과 비교하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제26권1호
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• pp.50-54
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• 2002

선박은 박판으로 이루어진 상자형구조물이기 때문에 선박이 황천항해를 하게 되면 선체의 상갑판과 선저판에는 호깅이나 새깅이 반복적으로 일어나므로 선테판에는 인장력과 압축력이 반복적으로 작용하게 된다 이 중에서도 압축력이 작용하는 경우가 선박의 종강도상에 치명적인 결과를 가져올 수 있다. 따라서, 본 본문에서는 선체판중에서 종횡비가 1.4인 판을 대상으로 하여 탄소성유한요소해석을 통하여 압축하중을 계속적으로 증가시켜 좌굴과 함께 탄소성대변형거동을 밝힘과 동시에 2차좌굴과 탄소성거동과의 메카니즘을 규명하여 압축하중을 받는 선테판의 탄소성대변형거동을 규명하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.703-703
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• 2013

다이아몬드상 탄소 박막(Diamond-like carbon, DLC) 박막은 낮은 마찰 계수, 높은 내마모성, 화학적 안정성, 적외선 영역에서의 높은 투과율 등의 장점을 바탕으로 MEMS (Micro-Electro Mechanical System) 소자와 MMAs (Moving Mechanical Assemblies)의 고체윤활코팅, 마그네틱 미디어와 하드디스크의 슬라이딩 표면 등 다양한 분야에 코팅소재로써 응용되어왔다 [1,2]. 현재 전기철도용 집전판은 마찰이 적고 전도성을 지니는 카본 소재로 구성되어 있다. 그러나 그 마모 비율이 너무 심하여 이를 개선할 수 있는 방안으로 고경도 저마찰력을 지니는 DLC 박막을 코팅 소재로써 제안하고자 한다. 그러나 기존에 DLC 박막은 절연특성이 매우 우수하기 때문에 기존에 전도성을 지니는 카본 집전판에 적용하기에는 어려움이 따른다. 따라서 DLC 박막 내에 실리콘(Si) 또는 금속(Metal)을 첨가시키거나, 금속 중간층을 포함시켜 전기적으로 전도특성을 향상시키는 방안이 제시되고 있으며, 본 연구에서는 DLC 박막과 유사하게 우수한 경도특성을 지니고, 낮은 마찰계수등을 지니는 비정질 탄소박막을 연구하여 카본 집전판에 코팅하고자하며, 특히 비정질 탄소박막에 금속 Ti를 도핑하여 집전판과의 접착력과 전기적 전도 특성을 향상시키고자 한다. Ti가 도핑된 탄소박막(TiC) 박막은 비대칭 마그네트론 스퍼터링(unbalanced magnetron sputtering; UBMS) 시스템을 이용하여 제작하였으며, 스퍼터링 조건 중 기판에 인가되어지는 기판온도에 따라 변화되어지는 TiC 박막의 트라이볼로지(Tribology) 특성을 고찰하고자 하였다. 증착시 기판온도의 증가는 TiC 박막의 경도, 마찰계수 특성등 트라이볼로지 특성을 향상시켰으며, 전기적 전도 특성을 향상시켰다. 이러한 결과는 스퍼터링 방법에 의해 증착되어진 TiC 박막내에 존재하는 sp2 결합과 관계가 있음을 확인할 수 있으며, 트라이 볼로지 특성은 TiC 박막내에 sp2 탄소결합의 비율 증가와 관련되어졌다. 특히 sp2 탄소결합은 TiC 박막 증착시 증가된 기판온도와 밀접한 관계가 있으며 기판온도의 증가에 따라 나노결정 클러스터의 크기와 수의 변화와 밀접한 관계가 있음을 확인하였다. 결국 기판온도는 TiC 박막의 트라이볼로지 특성을 향상시켰으며, 전기적 특성 또한 향상시켜 전기철도 집전판에 응용을 위한 소재로 평가할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.117-124
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• 2007

본 연구에서 내부 공간을 확장시키기 위한 평면확장형 공동주택 리모델링에 있어서 기존 슬래브와 신규 슬래브 접합부의 횡방향 하중 전달 성능을 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 슬래브의 접합연결재로 후 매립 Dowel 철근을 사용하였다. 기존 슬래브는 철거 예정인 기존 아파트로부터 채취하였으며, 휨성능을 향상시키기 위하여 탄소판(CFRP)으로 보강하였다. 실험결과로부터 후 매립 Dowel 철근으로 접합된 접합부 실험체가 최종파괴 시까지 완전합성거동을 하는 것을 확인하였으며, 충분한 극한성능 및 사용성능을 확보하고 있음을 알 수 있었다.