• 센서학회지
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• 제32권3호
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• pp.159-163
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• 2023

Salt cores have attracted considerable attention for their application to the casting process of electric vehicle parts as a solution to ecological issues. However, the salt core still has low mechanical strength for use in high-pressure die casting. In this study, we investigated the improvements in the bending strength of KCl-based salt cores resulting from the use of reinforcing materials. KCl and Na₂CO₃ powders were used as matrix materials, and glass fiber and carbon fiber were used as reinforcing materials. The effects of carbon fiber and glass fiber contents on the bending strength properties were investigated. Here, we obtained a new fiber-reinforced salt core composition with improved bending strength for high-pressure die casting by adding a relatively small amount of glass fiber (0.3 wt%). The reinforced salt core indicates the improved properties, including a bending strength of 49.3 Mpa, linear shrinkage of 1.5%, water solubility rate of 16.25 g/min·m² in distilled water, and hygroscopic rate of 0.058%.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권5호
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• pp.509-517
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• 2023

철근 부식을 해결하기 위해 FRP에 관한 연구가 증가하고 있다. CFRP는 경량화로 시공성이 용이하며, 내식성 및 내화학성이 뛰어나 이형철근 대체제로 지목되고 있다. 하지만 CFRP는 섬유와 레진을 압착하여 만들어져 열에 취약한 단점이 존재한다. 이러한 CFRP에 관한 연구는 미비한 실정이며, 본 연구에서는 고온 가열 이후 CFRP와 GFRP의 부착강도에 관한 연구를 실시하였다. 그 결과 규사코팅 CFRP와 리브형 CFRP, GFRP 모두 비슷한 부착강도 발현을 보였다.

• Advances in nano research
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• 제16권4호
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• pp.353-363
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• 2024

The incorporation of nanoplatelets in composite and polymeric materials represents a recent and innovative approach, holding substantial promise for diverse property enhancements. This study focuses on the application of nanocomposites in the production of sports equipment, particularly soccer balls, aiming to bridge the gap between theoretical advancements and practical implications. Addressing the longstanding challenge of suboptimal interaction between carbon nanofillers and epoxy resin in epoxy composites, this research pioneers inventive solutions. Furthermore, the investigation extends into unexplored territory, examining the integration of glass fiber/epoxy composites with nanoparticles. The incorporation of nanomaterials, specifically expanded graphite and graphene, at a concentration of 25.0% by weight in both the epoxy structure and the composite with glass fibers demonstrates a marked increase in impact resistance compared to their nanomaterial-free counterparts. The research transcends laboratory experiments to explore the practical applications of nanocomposites in the design and production of sports equipment, with a particular emphasis on soccer balls. Analytical techniques such as infrared spectroscopy and scanning electron microscopy are employed to scrutinize the surface chemical structure and morphology of the epoxy nanocomposites. Additionally, an in-depth examination of the thermal, mechanical, viscoelastic, and conductive properties of these materials is conducted. Noteworthy findings include the efficacy of surface modification of carbon nanotubes in preventing accumulation and enhancing their distribution within the epoxy matrix. This optimization results in improved interfacial interactions, heightened thermal stability, superior mechanical properties, and enhanced electrical conductivity in the nanocomposite.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.130-137
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• 2023

이 연구는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNTs) 혼입 PVA 섬유보강 시멘트 복합체에서 배합 순서에 따른 영향을 분석하기 위해 배합 순서를 변수로 고려한 실험을 통해 유동성, 압축 및 휨인장 성능을 분석하였다. 실험 결과, CNT 혼입으로 인하여 유동성이 크게 감소하였으며, CNT가 혼입된 경우 배합 순서에 따라 유동성이 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 압축 강도는 물과 CNT 수용액을 미리 섞어 혼입한 후 PVA 섬유를 혼입하는 순서가 가장 강도 증진 효과가 뛰어난 것으로 나타났으며, 휨인장강도는 건비빔 후 물과 CNT 수용액, PVA 섬유를 미리 섞은 후 배합한 방식이 가장 높은 것으로 나타났다. 다만, 휨인장 거동에서 연성도는 배합 순서와의 연관성이 명확하게 나타나지 않았다. 또한, 미세구조에의 영향을 분석하기 위해 주사전자현미경(SEM) 이미지 분석을 수행하였다. SEM 이미지 분석 결과, 모든 시편에서 CNT가 골고루 분산되어 분포하고 있는 것으로 나타나 CNT가 강도 증진 효과에 기여하고 있는 것을 확인할 수 있었으나, 배합방식으로 인한 차이는 명확하게 나타나지 않았다. 이 연구의 주요 결과는 향후 CNT 혼입 PVA 섬유보강 시멘트 복합체의 작업성 및 재료성능 평가 관련 연구에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권4호
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• pp.165-171
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• 2002

피치계 탄소섬유로부터 활성탄소섬유를 제조한 후, 이에 대하여 금속를 처리하여 금속-ACFs를 제조하였다. 제조된 금속-ACFs에 대하여 흡착 및 표면특성을 통하여 물리화학적 특성을 제시하였다. BET식으로부터 금속이 처리된 활성 탄소섬유의 비표면적을 구한 결과 Ag-ACF의 경우 136.2~1585$m^2$/g의 범위에, Cu가 처리된 활성탄소섬유에 경우 698.2~896.2$\m^2$/g의 범위에, Ni-ACF의 경우 685.2~898.2$\m^2$/g의 범위에 분포하였다. 또한 $\alpha_s$-법을 사용하여 구한 미세 동공부피는 Ag-ACF에 대하여 0.07~1.2cm^3/g, Cu-ACF에 대하여 0.2~0.3cm^3/g, Ni-ACF에 대하여 0.3~0.7cm^3/g, 의 범위에 분포함을 알 수 있었다. 이와 관련하여 SEM 분석을 통하여 표면성상에 대하여 연구한 결과, 처리된 금속은 섬유표면 주위를 부분적으로 또는 전 범위에 걸쳐서 피복되어 있음이 관찰되었다. 최종적으로 Shake 플라스크법에 의거하여 대장균(E. coli)에 대한 금속-ACFs의 항균특성에 대한 결과로부터 금속의 양이 증가함에 따라 항균효과가 크게 증가함을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권1호
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• pp.56-62
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• 1997

탄화된 PAN 섬유, 페놀수지, 세라믹 결합체를 혼합하여 탄소섬유-세라믹복합체를 제조한 후 활성화시켜 PAN 섬유의 탄화온도에 따른 활성탄소섬유-세라믹복합체의 비표명적과 굽힘 강도변화를 연구하였다. 안정화 PAN 섬유를 80$0^{\circ}C$와 100$0^{\circ}C$에서 각각 탄화시켜 얻은 두 종류의 탄소섬유를 복합체 제작시편의 원료로 사용하였다. 탄소섬유-세라믹복합체를 10~90분간 CO2로 85$0^{\circ}C$에서 활성화시켜 얻은 두 종류의 활성복합체에 대한 물성 측정결과, 80$0^{\circ}C$로 PAN 섬유를 탄화시켜 만든 활성복합체의 burn-off이 37%에서 76%로 증가될 때 비표면적은 493m2/g에서 1090m2/g으로 증가하였으며, 굽힘강도는 4.5 MPa에서 1.4MPa로 감소하였다. 이 값들은 안정화 PAN 섬유의 탄화온도를 100$0^{\circ}C$로하여 활성복합체 시편이 나타내는 값보다 약 2배 정도 큰 값이었다. 비표면적, 굽힘강도 측정결과와 미세조직 관찰결과, PAN 섬유의 탄화온도가 활성복합체의 비표면적과 굽힘강도에 미치는 영향은 활성화시 탄소섬유와 페놀수지탄화체 또는 세라믹 필름간에 발생되는 결합력과 상대적인 수축율에 의해 결정되는 활성복합체의 구조특성에 기인된 것으로 해석하였다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제13권1호
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• pp.11-16
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• 2017

Indoor air quality is of increasing concern because it is closely related human health. An air handling unit (AHU) can be used to control the indoor air quality related to particulate matters and $CO_2$ as well as air conditioning such as temperature and humidity of indoor air. An electrostatic precipitator has a high collection efficiency and low pressure drop, however, ozone can possibly generate from its chargers, which is one of drawbacks to apply it for indoor air control. Here we compared four charging electrodes such as a $50{\mu}m$ tungsten wire, a $100{\mu}m$ tungsten wire, a $16{\mu}m$-thickness Al foil and a carbon fabric comprised of $5-10{\mu}m$ fibers. The carbon fabric electrode showed a superior particle collection efficiency and a lower ozone generation at a given power consumption compared to tungsten wires of 50, $100{\mu}m$ and an Al foil electrode. This low ozone generating, micro-sized electrode can be applied to the electrostatic precipitator in AHU for indoor air control.

• Composites Research
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• 제24권4호
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• pp.11-16
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• 2011

극저온 응용에서 사용하는 고분자복합재료의 계면물성 유지가 아주 중요하다. 본 연구에서는 상온과 극저온에서 사용하는 단일 탄소섬유강화 에폭시 복합재료를 마이크로드롭넷 시험과 전기-미세역학시험법을 이용한 계면전단강도와 겉보기 강성도를 평가하였다. 탄소섬유와 저온용 에폭시의 극저온에 따른 기계적 물성변화를 확인하였다. 극저온에서 탄소섬유 인장실험 결과, 상온과 비교하여 강성도는 유지하면서 강도와 연신율이 감소하였다. 이에 비해, 에폭시 기지는 상온보다 극저온에서 강도가 증가되었으나, 연신율이 감소하는 결과를 보여주었다. 이는 탄소섬유에 비해 에폭시 수지내 존재하는 빈 공간이 극저온에서 열적 수축이 최대로 일어나기 때문이다. 계면전단강도는 $-10^{\circ}C$에서 최대를 보인 후에 극저온까지 점차 감소를 보여 주었다. 그러나, 탄소섬유와 YDF-175 에폭시가 극저온에서도 여전히 상온보다 양호한 계면전단강도를 보여주었다. 이 결과는 아주 유용하며 선정된 저온용 에폭시의 인성과 계면접착력이 극저온에서도 유지되기 때문이다.

• 한국물환경학회지
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• 제26권4호
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• pp.681-686
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• 2010

Two different MFC designs were evaluated in batch mode: single compartment combined membrane-electrodes (SCME) design and twin-compartment brush-type anode electrodes (TBE) design (single chamber with two air cathodes and brush anodes at each side of the reactor). In SCME MFC, carbon anode and cathode electrodes were assembled with a proton exchange membrane (PEM). TBE MFC was consisted of brush-type anode and carbon cloth cathode electrodes without the PEM. A brush-type anode was fabricated with carbon fibers and was placed close to the cathode electrode to reduce the internal resistance. Substrates used in this study were glucose, leachate from cattle manure, or sucrose at different concentrations with phosphate buffer solution (PBS) of 200 mM to increase the conductivity thereby reduce the internal resistance. Hydrogen generating bacteria (HGB) were only inoculated in TBE MFC. The peak power densities ($P_{peak}$) produced from the SCME systems fed with glucose and leachate were 18.8 and $28.7mW/m^2$ at external loads of 1000 ohms, respectively. And the $P_{peak}$ produced from TBE MFC were 40.1 and $18.3mW/m^2$ at sucrose concentration of 5 g/L and external loads of 470 ohms, with a mediator (2-hydroxy-1, 4-naphthoquinone) and without the mediator, respectively. The maximum power density ($P_{max}$) produced from mediator present TBE MFC was $115.3mW/m^2$ at 47 ohms of an external resistor.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권5호
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• pp.377-383
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• 2014

위치 감응형 전극 네트워크(addressable conducting network, ACN)는 탄소섬유 복합재료와 전극 사이의 접촉저항을 통해 구조물의 손상 감지가 가능하다. 손상 감지를 위한 위치 감응형 전극 네트워크의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 전극과 복합재료 사이의 접촉저항이 최소화되어야 한다. 본 연구에서는 은 나노 전극을 탄소섬유 복합재료 위에 인쇄전자기술을 이용하여 제작하였다. 은 전극이 형성된 복합재료는 은 나노 잉크의 소결온도와 복합재료의 표면거칠기에 따라 제작되었으며, 이에 따른 접촉저항을 측정하였다. 또한, 전자주사현미경(scanning electron microscope, SEM)을 통해 전극과 복합재료 사이의 계면을 관찰하였다. 본 연구를 통해, 은 나노 잉크의 소결온도가 $120^{\circ}C$, 복합재료의 표면거칠기가 0.230a일 때, $0.3664{\Omega}$의 최소 접촉저항을 나타냈다.