• Elastomers and Composites
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• 제56권2호
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• pp.72-78
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• 2021

A phase-change material (PCM) is a material that has the ability to delay heat transfer by absorbing heat from its environment or releasing heat to its environment while its phase changes from solid to liquid or liquid to solid at a specific temperature. As it is applied, it can contribute to environmental conservation such as energy savings and carbon dioxide emission reduction. In order for a PCM to store and release heat, the volume change during its phase transition should be large, and thus a phase transition space is required. When a PCM is used as a polymer additive, it is confined within the polymer, and there is no phase transition space; thus, its ability to absorb and release heat is significantly reduced. Therefore, in this study, porous silica was used to provide EVA/PCM compounds with sufficient space for their phase transition, and to improve the compatibility between the EVA and PCM, modified silica is used: surface-modified 5 wt% silica with 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane. The compound was prepared and compared with the silica compound. The presence or absence of the modified silica surface modification was confirmed using Fourier-transform infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis, the heat capacity of the compound was evaluated based on a differential scanning calorimetry analysis, and its mechanical strength and morphology were determined using scanning electron microscopy.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권3호
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• pp.107-114
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• 2022

Carboxymethyl cellulose/poly(ethylene glycol) (CMC/PEG) hydrogels crosslinked with citric acid (CA) are synthesized to evaluate the effect of CMC molecular weight (Mw), PEG and CA concentration on the optical property, swelling rate (SR), degradation rate (DR), and cytotoxicity and cell proliferation of hydrogels. For crosslinked CMC/PEG hydrogels, the FT-IR peak intensity associated with hydroxyl groups decreases due to PEG intercalation (esterification crosslinking) between CMC chains in a similar manner as the concentration of CA crosslinker increases. Crosslinked CMC (Mw = 90,000)/PEG hydrogels with 10 % CA dissolve regardless of PEG content. However, the SR of the CMC (Mw = 250,000)/PEG hydrogels decrease from 4923 % to 168 % with increasing PEG and CA concentrations from 0 to 20 % and from 0 to 25 %, respectively. As the Mw of CMC increases, the DR of the hydrogel is greatly improved. CMC (Mw = 250,000)/PEG10 hydrogels with 10 % CA exhibit the optimum properties of high absorbing capacity (3,200 %) with moderate DR (54 %), stiffness (1.39 ± 0.19 GPa), and cell viability (94.8 ± 1.3 %). CA-crosslinked CMC/PEG hydrogels are highly suitable for wound dressing or personal care applications due to their non-toxicity, good cell proliferation, SR, and mechanical properties.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권4호
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• pp.455-471
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• 2021

The present work focuses on experimental and numerical performance of the ferrocement RC walls reinforced with welded steel mesh, expanded steel mesh, fiber glass mesh and tensar mesh individually. The experimental program comprised twelve RC walls having the dimensions of 450 mm×100 mm×1000 mm under concentric compression loadings. The studied variables are the type of reinforcing materials, the number of mesh layers and volume fraction of reinforcement. The main aim is to assess the influence of engaging the new inventive materials in reinforcing the composite RC walls. Non-linear finite element analysis; (NLFEA) was carried out to simulate the behavior of the composite walls employing ANSYS-10.0 Software. Parametric study is also demonstrated to check out the variables that can mainly influence the mechanical behavior of the model such as the change of wall dimensions. The obtained numerical results indicated the acceptable accuracy of FE simulations in the estimation of experimental values. In addition, the strength gained of specimens reinforced with welded steel mesh was higher by amount 40% compared with those reinforced with expanded steel mesh. Ferrocement specimens tested under axial compression loadings exhibit superior ultimate loads and energy absorbing capacity compared to the conventional reinforced concrete one.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권4호
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• pp.475-493
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• 2022

The results of research focusing on the experimental and numerical performance of ferrocement RC beams with openings reinforced with welded steel mesh, expanded steel mesh, fiber glass mesh, and polyethylene mesh independently are presented in this article. Casting and testing of fourteen reinforced concrete beams with dimensions of 200×100×2000 mm under concentric compression loadings were part of the research program. The type of reinforcing materials, the volume fraction of reinforcement, the number of mesh layers, and the number of stirrups are the major parameters that change. The main goal is to understand the impact of using new appealing materials in reinforcing RC beams with openings. Using ANSYS-16.0 Software, nonlinear finite element analysis (NLFEA) was used to demonstrate the behavior of composite RC beams with openings. A parametric study is also conducted to discuss the variables that can have the greatest impact on the mechanical behavior of the proposed model, such as the number of openings. The obtained experimental and numerical results demonstrated the FE simulations' acceptable accuracy in estimating experimental values. Furthermore, demonstrating that the strength gained of specimens reinforced with fiber glass meshes was reduced by approximately 38% when compared to specimens reinforced with expanded or welded steel meshes is significant. In addition, when compared to welded steel meshes, using expanded steel meshes in reinforcing RC beams with openings results in a 16 percent increase in strength. In general, when ferrocement beams with openings are tested under concentric loadings, they show higher-level ultimate loads and energy-absorbing capacity than traditional RC beams.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권6호
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• pp.793-815
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• 2023

The current study looks at the experimental and numerical performance of ferrocement RC channel slabs reinforced with welded steel mesh, expanded steel mesh, and fiber glass mesh individually. Ten RC channel slabs with dimensions of 500 mm×40 mm×2500 mm were subjected to flexural loadings as part of the testing program. The type of reinforcing materials, the number of mesh layers, and the reinforcement volume fraction are the key parameters that can be changed. The main goal is to determine the impact of using new inventive materials to reinforce composite RC channel slabs. Using ANSYS -16.0 Software, nonlinear finite element analysis (NLFEA) was used to simulate the behavior of composite channel slabs. Parametric study is also demonstrated to identify variables that can have a significant impact on the model's mechanical behavior, such as changes in slab dimensions. The obtained experimental and numerical results indicated that FE simulations had acceptable accuracy in estimating experimental values. Also, it's significant to demonstrate that specimens reinforced with fiber glass meshes gained approximately 12% less strength than specimens reinforced with expanded or welded steel meshes. In addition, Welded steel meshes provide 24% increase in strength over expanded steel meshes when reinforcing RC channel slabs. In general, ferrocement specimens tested under flexural loadings outperform conventional reinforced concrete specimens in terms of ultimate loads and energy absorbing capacity.

• 한국분말재료학회지
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• 제13권5호
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• pp.327-335
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• 2006

In the development of new hydrogen absorbing materials for a next generation of metal hydride electrodes for rechargeable batteries, metastable Mg-Ni-based compounds find currently special attention. Amor phous-nanocrystalline $Mg_{63}Ni_{30}Y_7$ and $Mg_{50}Ni_{30}Y_{20}$ alloys were produced by mechanical alloying and melt-spinning and characterized by means of XRD, TEM and DSC. On basis of mechanically alloyed Mg-Ni-Y powders, complex hydride electrodes were fabricated and their electrochemical behaviour in 6M KOH (pH=14,8) was investigated. The electrodes made from $Mg_{63}Ni_{30}Y_7$ powders, which were prepared under use of a SPEX shaker mill, with a major fraction of nanocrystalline phase reveal a higher electrochemical activity far hydrogen reduction and a higher maximum discharge capacity (247 mAh/g) than the electrodes from alloy powder with predominantly amorphous microstructure (216 mAh/g) obtained when using a Retsch planetary ball mill at low temperatures. Those discharge capacities are higher that those fur nanocrystalline $Mg_2Ni$ electrodes. However, the cyclic stability of those alloy powder electrodes was low. Therefore, fundamental stability studies were performed on $Mg_{63}Ni_{30}Y_7$ and $Mg_{50}Ni_{30}Y_{20}$ ribbon samples in the as-quenched state and after cathodic hydrogen charging by means of anodic and cathodic polarisation measurements. Gradual oxidation and dissolution of nickel governs the anodic behaviour before a passive state is attained. A stabilizing effect of higher fractions of yttrium in the alloy on the passivation was detected. During the cathodic hydrogen charging process the alloys exhibit a change in the surface state chemistry, i.e. an enrichment of nickel-species, causing preferential oxidation and dissolution during subsequent anodization. The effect of chemical pre-treatments in 1% HF and in $10\;mg/l\;YCl_3/1%\;H_2O_2$ solution on the surface degradation processes was investigated. A HF treatment can improve their anodic passivation behavior by inhibiting a preferential nickel oxidation-dissolution at low polarisation, whereas a $YCl_3/H_2O_2$ treatment has the opposite effect. Both pre-treatment methods lead to an enhancement of cathodically induced surface degradation processes.

• 한국산림과학회지
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• 제82권3호
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• pp.271-282
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• 1993

조경수목(造景樹木)들의 대기오염물질(大氣汚染物質) 흡수(吸收), 정화능력(淨化能力)을 알아보기 위해 서울, 대전(大田) 등(等) 대도시(大都市) 지역과 광릉지역(光陸地域)을 선정하고 소나무, 잣나무, 은행나무, 튜립나무 및 양버즘나무 잎을 채취하여 유황함량(硫黃含量)과 중금속(重金屬) 함량(含量)을 측정 분석하였다. 조경수목(造景樹木)의 엽내(葉內) 유황함량(硫黃含量)은 서울 및 대전(大田)의 오염지역(汚染地域)의 수목(樹木)들이 비오염지역(非汚染地域)인 광릉지역(光陸地域) 수목(樹木)에 비하여 모두 높았으며, 활엽수(闊葉樹)가 침엽수(針葉樹)에서보다 2.6배(倍)나 더 높게 나타났다. 특히 은행나무(나자식물(裸子植物))와 양버즘나무(피자식물(被子植物))의 유황(硫黃) 흡수능(吸收能)이 높았다. 시기별(時期別)로는 은행나무, 양버즘나무 및 튜립나무에서 경시적(經時的)으로 유의적(有意的)인 증가(增加)를 하고 있었다. 엽내(葉內) Pb 함량(含量)은 오염지역(汚染地域)이 비오염지역(非汚染地域)에 비하여 잣나무, 소나무, 양버즘나무, 튜립나무 및 은행나무에서 각각(各各) 14.1, 10.6, 5.0, 4.2 및 3.9배(倍) 더 높게 나타났으며, 엽내(葉內) Zn의 함량(含量)은 오염지역(汚染地域)에서 각각(各各) 2.0, 1.4, 5.3, 8.8 및 3.6배(倍) 더 높게 나타났다. 오염지역(汚染地域)에서는 침엽수(針葉樹)의 경우 Pb의 흡수(吸收), 축적(蓄積)이 많았고 활엽수(闊葉樹)의 경우 Zn의 흡수(吸收), 축적(蓄積)이 더 많았다. 수종별(樹種別)로는 잣나무가 소나무보다 엽내(葉內) Pb, Zn, Cu의 함량(含量)이 높았으며, 엽령별(葉令別)로 1년생(年生)잎보다 2년생(年生)잎에서 더 높았고, 소나무, 잣나무, 튜립나무 및 양버즘나무에서는 전유황함량(全硫黃含量)과 중금속(重金屬)(Pb+Zn+Cu) 함량(含量)의 평균치간(平均値間)에 정(正)의 상관(相關)이 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.16-24
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• 1998

최근 Ni-MH 전지의 고성능화를 위해 방전용량이 높은 Zr기 $AB_2$ 형의 수소 흡장 합금이 주목받고 있다. 본 연구에서는 이 중에서 $ZrV_{0.1}Mn_{0.7}Ni_{1.2}$ 합금을 선택하여 합금의 열처리 그리고, Mn 대신 Mo의 부분치환이 전극의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 합금은 먼저 아크 용해로를 사용하여 제작하였으며, 이 합금 중 일부를 $1,100^{\circ}C$에서 가열 후 각각 서냉과 급냉 처리를 행하였다. 이 세 가지 종류의 합금들을 이용하여 활성화 거동, 고율 방전 특성, 자기 방전 특성 등의 전극특성을 평가하였다. 그 결과 합금은 열처리에 의해서 방전용량이 감소하고 고율 방전율 또한 감소하였다. 그러나, 전기 화학적으로 구한 압력-조성 등온곡선의 평탄구역의 기울기를 감소시켰다. 또한 $ZrV_{0.1}Mn_{0.7}Ni_{1.2}$ 합금의 Mn을 Mo으로 부분 치환함에 의해서 방전용량의 감소 없이 자기방전특성을 크게 개선할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.12-17
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• 2010

본 연구는 자원의 재활용 측면에서 적용한 폐타이어 분말을 혼입한 모르타르에 난연제를 첨가하여 그 난연특성을 알아보고자 한다. 폐타이어 분말의 혼입으로 단열성능 향상은 이미 검증이 되었으나, 단열성과 결합력의 상반된 재료 특성으로 인해 화재에는 취약한 바. 이에 난연제를 첨가하여 인명안전에 만전을 기하고자 한다. 폐타이어 분말을 혼입한 모르타르의 난연제를 첨가하여 첨가 비율에 따른 그 특성을 알아보고자 한다. 화재 초기의 특성을 알 수 있는 재료의 가연성 여부를 실제 화재와 유사한 복사열에 의해 시험하고자 하였으며. 실험방법은 한국건자재 시험연구원에 의뢰하여 ISO 5657 절차에 의한 재료의 착화시간, 불꽃 발생여부, 시험체의 형태변화 등을 고찰하고자 한다. 폐타이어 분말이 혼입된 모르타르와 난연제(무기계)의 배합비율은 폐타이어 분말의 0%, 30%, 60%, 90% 비율로 수산화알루미늄을 첨가하며 조연제인 삼산화안티몬은 난연제의 10%를 첨가한다. 시험체를 수평설치하여 일정한 복사열($1{\sim}5W/cm^2$)을 시험체 상부표면에 노출시키면 열이 시험체 표면에서 내부로 전도되어 온도가 상승한다. 온도가 충분히 높다면 시험체는 열분해하면서 가연성가스를 발생시킨다. 이 때 점화원인 점화기구의 작은 불꽃은 시험체 중앙 위의 10mm 지점에 규칙적인 간격으로 접염하였을때의 재료의 지속적인 표면 착화특성(착화시간) 평가한다. 난연제 미첨가시에도 착화가 일어나지 않아 폐타이어분말이 혼입된 모르타르의 가연성은 적은 것으로 볼 수 있으며, 화재실내에 존재하는 가연물의 양을 평가하는 화재하중에 이를 반영할 수 있다. 폐타이어 분말에 무기계 난연제를 첨가함에 따라 흡열효과에 의해 불꽃은 발생하지 아니하고 폐타이어 분말입자의 분해속도도 지연되었음을 확인할 수 있다. 복사열로 인해 난연제인 수산화알루미늄이 열분해하여 모르타르내 수증기 분압이 증가하여, 폐타이어 분말의 불꽃이나 연소형태는 보이지 않았다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권1호
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• pp.21-28
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• 2009

Ca계 및 Na계 탈황제를 대상으로 열중량 분석실험과 승온탈리 실험을 수행하여 탈황제의 열적안정성, 집진기 전단 온도인 $250^{\circ}C$에서 탈황 성능, 그리고 상온에서 흡수용량 등을 비교하여 아래와 같은 결론을 도출하였다. 소석회($Ca(OH)_2$)는 약 $390^{\circ}C$에서 열 분해되기 시작하여 480~$500^{\circ}C$에 이르면 완전하게 분해되었다. 열분해 결과 생성된 생석회(CaO)의 무게는 최초 소석회 무게의 76%로 감소하였다. 중탄산나트륨($NaHCO_3$)은 약 $95^{\circ}C$에서부터 분해되기 시작하여 $190^{\circ}C$ 이하의 온도에서 완전하게 분해되어 처음 도입된 중탄산나트륨 무게와 비교하여 약 63%로 감소하였다. $250^{\circ}C$에서 실시한 열중량 분석 결과, 무수탄산나트륨($Na_2CO_3$)의 경우에는 탈황제 무게의 35%에 해당하는 $SO_2$를 흡수할 수 있고, 생석회는 15.6%, 소석회는 6.5%까지 $SO_2$를 흡수할 수 있는 것으로 나타났다. $250^{\circ}C$에서 초기반응 속도를 비교하면, Ca계 탈황제의 경우에는 초기 미반응 시간이 있는 반면에 Na계 탈황제인 무수탄산나트륨에서는 이러한 초기 미반응 시간이 없어, Ca계 반응제의 경우보다 Na계 탈황제의 경우에 $SO_2$와 더 빠른 반응이 진행되었다. 상온에서 실시한 승온탈리 실험 결과, Na계인 무수탄산나트륨보다는 Ca계인 소석회가 더 많은 $SO_2$를 흡수하였다. 따라서 저온에서는 Ca계인 소석회가 적절하고 고온에서는 무수탄산나트륨이 더 적절한 탈황제인 것으로 판단된다.