Fabrication of carbon fiber reinforced composites was carried out by hand lay-up method. Carbon nanofibers and SiC nanofibers were used as filler in the composites fabrication. Carbon nanofibers, one of the new carbon materials, have 5∼500 nm in diameter and 5-10 nm in length. SiC nanofibers were modified by silicon monoxide vapor with carbon nanofibers. The composites were carbonized at 1000$^{\circ}C$ in a nitrogen atmosphere, and then densified by molten pitches impregnated in vacuum. Multiple cycles of liquid pitch impregnation and carbonization were carried out to obtain a desired density. The composites were characterized by density, microstructure. The inter-laminar shear strength (ILSS) test was performed for mechanical properties. For the new application, the microwave reflective proeprty of composites was investigated. Dielectric constant and permeability spectrum were measured in 12∼18 GHz frequency ranges. On the basis of the wave propagation theory in a lossy media, the reflection loss from the composite inter-layer was predict as a function of frequency.
3차원 FD-BPM 기법을 이용하여 완전도체면 아래의 유전체와 측면 연마된 광섬유의 소산장 결합 및 전파특성에 대한 해석 연구 결과를 나타내었다. 3차원 FD-BPM 기법을 사용하기 위한 해석 구조의 구성과 적용 방법을 설명 하였으며 완전 도체를 가지는 비대칭 무한 평면 도파로와 광섬유의 코어의 굴절률 차이에 따른 결합 특성 및 필드의 분포를 나타내었다. 그리고 일반적인 대칭 및 비대칭 무한 평면 도파로와 측면 연마된 광섬유와의 결합 및 전파 특성과 서로 비교 분석하여 그 특징을 나타내었다.
Kim, Hong Gun;Shin, Hee Jae;Kim, Gwang-Cheol;Park, Hyung Joon;Moon, Ho Joon;Kwac, Lee Ku
Carbon letters
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제15권4호
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pp.268-276
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2014
Recently, methods that usea carbon-based filler, a conductive nanomaterial, have been investigated to develop composite fillers containing dielectric materials. In this study, we added geometric changes to a carbon fiber, a typical carbon-based filler material, by differentiating the orientation angle and the number of plies of the fiber. We also studied the electrical and electromagnetic shield characteristics. Based on the orientation angle of $0^{\circ}$, the orientation angle of the carbon fiber was changed between 0, 15, 30, 45, and $90^{\circ}$, and 2, 4, and 6 plies were stacked for each orientation angle. The maximum effect was found when the orientation angle was $90^{\circ}$, which was perpendicular to the electromagnetic wave flow, as compared to $0^{\circ}$, in which case the electrical resistance was small. Therefore, it is verified that the orientation angle has more of an effect on the electromagnetic interference shield performance than the number of plies.
융착 접속 기술을 이용하여 다중모우드 광섬유와 단일 모우드 광섬유내에 유전체 박막 거울을 제작하였다. $45{\circ}$ 유전체 거울이 내장된 광섬유는 극소형이며, 광학적인 손실이 매우 작고(1.3 ${\mu}m$에서, 다중 모우드 광섬유의 경우 0.2dB, 단일 모우드 광섬유의 경우 0.5dB), 기계적 강도가 우수한 결합기로 사용될 수 있다. 반사율은 파장에 따라 변화하며, 편광에 매우 민감하였다. 백색광을 사용하여 유전체 거울로부터 반사되는 출력 파워를 원거리 스캔하며 측정하였을 때 출력 빔의 모양은 거의 원형 대칭으로써 최대 파워의 5%에서 측정된 종횡비는 1.09이었다. 다이오우드 레이저 광원을 사용하여 측정한 다중모우드 광섬유 결합기의 광분파율은 종래의 FBT(Fused Biconical Taper) 결합기보다 입력 광신호의 결합 조건에 따른 변화가 훨씬 적어서 사용하는 광통신 시스템의 모우드 잡음에 덜 민감하다. 광섬유 축에 수직하게 증착된 다층 유전체 거울들의 반사율 스펙트럼 특성을 측정하였으며, 행렬 해석법을 사용하여 실험 결과를 분석, 고찰하였다.
광섬유의 단면을 적절한 곡률의 곡면으로 가공함으로써 종래 구조에 비해 우수한 특성의 광섬유 Fabry-Peror(FP)간섭 필터를 제작할 수 있음을 이론적으로 분석하였다. 광섬유 단면의 가공된 오목거울의 곡률은 계단형 단일모드 광섬유의 도파모드를 Gaussian빔으로 가정했을 때 광섬유에서 나와 일정거리의 자유공간을 진행한 빔의 파면의 곡률과 일치하여야 하며, 이때 거울의 기울기 0.2.deg., 곡률오차 70.mu.m, 공극거리 오차 8.mu.m, 광축의 횡편차 0.5.mu.m이내의 범위에서 이상적인 배치를 벗어난 경우에도 광섬유간의 거리가 15.mu.m일 때 0.5%이하의 결합손실을 가져 종래에 비해 훨씬 간단한 새로운 구조의 광섬유 FP필터가 제작될 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 곡면가공된 광섬유 단면의 간섭파형을 통하여 광섬유 단면을 의도된 구조로 가공할 수 있음을 보였다.
직교이방향 이층 유리섬유 강화 Epoxy 수지를 사용하여 인장축에 대해 섬유방향이 0$^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 25$^{\circ}$ 및 45$^{\circ}$인 시료로 인장시험 및 전기절연 강도시험을 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1) 섬유방향이 인장축에 대해 0$^{\circ}$에서 45$^{\circ}$로 증가함에 따라 항복응력 및 파단응력은 감소하는 경향이고 특히 0$^{\circ}$와 15$^{\circ}$ 사이에서 급격한 변화율을 보인다. 2) 파단시 변화율은 인장방향에 대한 섬유방향이 45$^{\circ}$인 경우 최대치를 나타냈고 15$^{\circ}$~45$^{\circ}$ 범위에서 급격한 변화율을 보인다. 3)섬유의 방향이 동일할 경우 인장력을 많이 받은 시료일수록 최대절연강도 값은 낮아졌고 인장방향과 섬유방향의 교각이 증가할수록 최대절연강도 값을 나타내는 압축응력의 값은 낮은 점으로 이동하는 경향을 보였다. 4) 기계적 특성과 같이 섬유방향이 45$^{\circ}$인 경우의 시료가 가장 나쁜 전기적 절연강도 특성을 나타냈다.
Carbon nanotubes were synthesized at various conditions using Ni-catalytic thermal chemical vapor deposition method and their characteristic properties were investigated by SEM, TEM and Raman spectroscopy. Carbon nanotubes were formed on very fine Ni-catalytic particles. The carbon nanotubes synthesized by thermal decomposition of acetylene at $700^{\circ}C$ had a coiled shape, while those synthesized at $850^{\circ}C$ showed a curved and Y-shape having a bamboo-like morphology. It was found that the carbon nanotube was also made on the fine Ni-catalytic particles formed on the surface of 100~400nm sized large ones after pretreatment with $NH_3$.ber composites show the high dielectric constant and large conduction loss which is increased with anisotropy of fiber arrangement. It is, therefore, proposed that the glass and carbon fiber composites can be used as the impedance transformer (surface layer) and microwave reflector, respectively. By inserting the foam core or honeycomb core (which can be treated as an air layer) between glass and carbon fiber composites, microwave absorption above 10 dB (90% absorbance) in 4-12 GHz can be obtained. The proposed fiber composites laminates with sandwitch structure have high potential as lightweight and high strength microwave absorbers.
폴리비닐피로디온을 서로 다른 끓는점, 유전상수, 쌍극자모멘트를 갖는 다양한 용매(메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 부탄올, 아세톤, 메틸렌클로라이드 및 DMF)에 용해시켜 전기방사를 시도하여 섬유의 특성을 연구하였다. 전기 방사된 폴리비닐피로디온은 방사용액의 점도, 전기전도도 및 표면장력에 영향을 받는다. 점도가 $0.114kg/m{\cdot}s$ 이상, 전기전도도는 1.02 mS/m 이상, 표면장력은 30.0 mN/m 이하에서 섬유가 형성되었다. 에탄올 용매계에서 폴리비닐피로디온의 평균직경은 인가전압이 10 kV에서 20 kV 증가시킴에 따라 1710에서 5454 nm까지 증가하였다.
광 평면 유전체 기판 위에 형성된 금속격자구조의 누설특성을 이용한 새로운 광 결합용 필터를 제안하였고, Bragg 조건들을 모드 전송선로 이론을 사용하여 정확하게 분석하였다. 수치해석 결과, 유전체격자구조로 구성된 기존의 DFB는 전송 모드들의 피드백특성에 기인한 차단대역을 형성하지만 금속격자구조는 누설파특성에 기인한 차단대역을 형성하는 것으로 나타났다. 결국, 누설파 필터특성을 적용한 광 결합용 필터는 LD나 광섬유와 같은 광통신용 소자들과 집적이 가능함을 보였다.
전자기기부품에 적용되는 회로기판의 패키지 공정상에서 가해지는 온도변화에 따른 신뢰성 평가시 발생되는 문제들은, 주로 회로기판을 구성하고 있는 기본 재료들의 열팽창 계수 차이 및 시간의존성 물성에 의해 영향을 받는다. 특히, 인쇄회로기판 내부 회로층 사이에서 절연 역할을 수행하는 유리섬유강화 복합재료와 같은 수지몰딩 고분자 재료는 온도에 따른 물성변화 뿐만 아니라, 변형 및 하중이 가해지는 시간에 대한 물성변화도 고려해야 하는 점탄성 성질을 나타낸다. 본 논문에서는 인쇄회로기판에 사용되는 주요 고분자 재료인 유리섬유강화 복합재의 시간 및 온도에 따른 점탄성 특성을 규명하기 위하여, 단축인장 모드의 응력완화 시험과 크리프 시험을 각각 수행하였다. 또한, 고분자 재료 점탄성 물성의 영향성을 파악하기 위하여, 유한요소해석을 이용한 인쇄회로기판의 예비가열 공정 상에서 가해지는 온도변화에 따른 열변형을 평가하였다. 이러한 해석결과를 바탕으로, 인쇄회로기판과 같이 고분자재료를 사용하는 전자회로 구조물의 수치해석 기반의 열변형 예측시 점탄성 물성의 고려 필요성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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