• 제목/요약/키워드: Expanded graphite

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선박엔진 배관 플랜지용 세미금속 가스켓의 열전달 및 구조해석 (Thermal and Structural Analyses of Semi-metallic Gasket Joined with Graphite Seal for Ship Engine Piping Flange)

  • 오정석;이인섭;윤한기;성흥경
    • 한국해양공학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.352-356
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    • 2017
  • We performed thermal and structural analyses to evaluate the structural integrity of a semi-metal gasket for a flange with increases in the internal fluid temperature and pressure using a commercial FEA program. As a thermal analysis result, the temperature distribution of the gasket body increased with an increase in the internal fluid temperature until the maximum fluid temperature of $600^{\circ}C$. In addition, the structural analysis showed that contact pressures of more than 35 MPa occurred uniformly in the graphite seal regions. It was found that no fluid leakage occurred under the load conditions for the structural analysis because the contact pressure in the graphite seal region was greater than the maximum internal fluid pressure of 35 MPa. Therefore, we demonstrated the structural integrity of the semi-metal gasket by performing the thermal and structure analyses under the maximum fluid temperature of $600^{\circ}C$ and the internal fluid pressure of 35 MPa.

실리카-그라파이트 이원 충진제를 이용한 SBR 컴파운드의 성질 (Properties of SBR Compound using Silica-graphite Dual Phase Filler)

  • 신지항;;이평찬;정선경;류승훈
    • Elastomers and Composites
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    • 제49권1호
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    • pp.66-72
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    • 2014
  • 실리카 입자에 팽창흑연을 그라프트 시킴으로 카본코팅을 실시하였으며, 이를 확인하기 위하여 FT-IR, TGA, XPS 그리고 TEM 분석을 실시하였다. 코팅된 흑연의 결정특성은 XRD를 이용하여 확인하였으며, 카본 코팅된 실리카가 SBR 컴파운드의 유변학적 그리고 기계적 성질에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 카본 코팅된 실리카를 이용한 경우 순수 실리카를 이용한 경우에 비하여 SBR 컴파운드의 유변학적 그리고 기계적 성질이 크게 향상됨을 알 수 있었다. 이러한 현상은 평형팽창비율과 bound 고무 양 변화로도 확인 할 수 있었다.

그래핀/구리폼과 그래파이트 하이브리드 구조체의 열전도 특성 연구 (The study of thermal properties of graphene/Cu foam hybrid structures)

  • 김희진;김형근;김예나;이우성;윤대호;양우석
    • 한국결정성장학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.235-240
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    • 2013
  • 그래핀(Graphene)은 전기 전도성 및 열전도성이 우수하고 1 nm 수준의 초 박막 형 필름 소재를 제조할 수 있다는 장점으로 인하여, 차세대 트랜지스터 소자 및 디스플레이 장치에 적용 가능한 방열 소재로서 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 CVD(chemical vapor deposition)제조법으로 합성된 그래파이트(Graphite)는 구조의 단순성 및 유연성 때문에 안정하고 열에 강한 탄소계 방열소재로 주목 받고 있다. 본 연구는 열전도도가 우수한 폼(foam)형태의 구리를 촉매로 상압과 진공에서의 CVD법을 이용하여 그래핀을 성장시킨 후 구리 폼의 기공 안에 다양한 종류의 그래파이트(Natural graphite, expandable(/expanded) graphite, etc)를 복합 및 안정화시켜 기존보다 높은 열전도도를 가지는 방열소재를 개발하였다. 제조된 금속폼/그래파이트 소재를 OM(optical microscopy)과 SEM(scanning electron microscopy)을 이용하여 표면을 확인하였고 DSC(Differential Scanning Calorimetry), 아르키메데스 법을 활용한 비열, 밀도 결과를 확보하였다. 또한 LFA(Laser Flash Analysis)를 이용하여 열 확산계수 예측을 통한 열전도 특성을 평가하였다.

Combination of ultrasonic assisted liquid phase exfoliation process and oxidation-deoxidation method to prepare large-sized graphene

  • Qi, Lei;Guo, Ruibin;Mo, Zunli;Wu, Qijun
    • Carbon letters
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    • 제25권
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    • pp.50-54
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    • 2018
  • Large-size graphene samples are successfully prepared by combining ultrosonic assisted liquid phase exfoliation process with oxidation-deoxidation method. Different from previous works, we used an ultrasound-treated expanded graphite as the raw material and prepared the graphene via a facile oxidation-reduction reaction. Results of X-ray diffraction and Raman spectroscopy confirm the crystal structure of the as-prepared graphene. Scanning electron microscopy images show that this kind of graphene has a large size (with a diameter over $100{\mu}m$), larger than the graphene from graphite powder and flake graphite prepared through single oxidation-deoxidation method. Transmission electron microscopy results also reveal the thin layers of the prepared graphene (number of layers ${\leq}3$). Furthermore, the importance of preprocessing the raw materials is also proven. Therefore, this method is an attractive way for preparing graphene with large size.

산화처리 탄소 및 이를 이용한 EDLC 특성 (Oxidation-treated of Oxidized Carbons and its Electrochemical Performances for Electric Double Layer Capacitor)

  • 양선혜;김익준;전민제;문성인;김현수;안계혁;이윤표
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.502-507
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    • 2007
  • The oxidation treatment of several carbon materials with a sodium chlorate and 70 wt.% of nitric acid, combined with heat treatment, were attempted to achieve an electrochemical active material with a larger capacitance. Among pitch, needle coke, calcinated needle coke and natural graphite, the structure of needle coke and calacinated needle coke were changed to the graphite oxide structure with the expansion of the inter-layer. On the other hand, the calcinated needle coke after oxidation and heating at $200^{\circ}C$ has exhibited largest capacitance per weight and volume of 29.5 F/g and 24.5 F/ml at the two-electrode system in the potential range of 0 to 2.5 V. The electrochemical performance of the calcinated needle coke was discussed with the phenomenon of the electric field activation and the formation of new pores between the expanded inter-layer at first charge.

Aging Mechanisms of Lithium-ion Batteries

  • Jangwhan Seok;Wontae Lee;Hyunbeom Lee;Sangbin Park;Chanyou Chung;Sunhyun Hwang;Won-Sub Yoon
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제15권1호
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    • pp.51-66
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    • 2024
  • Modern society is making numerous efforts to reduce reliance on carbon-based energy systems. A notable solution in this transition is the adoption of lithium-ion batteries (LIBs) as potent energy sources, owing to their high energy and power densities. Driven by growing environmental challenges, the application scope of LIBs has expanded from their initial prevalence in portable electronic devices to include electric vehicles (EVs) and energy storage systems (ESSs). Accordingly, LIBs must exhibit long-lasting cyclability and high energy storage capacities to facilitate prolonged device usage, thereby offering a potential alternative to conventional sources like fossil fuels. Enhancing the durability of LIBs hinges on a comprehensive understanding of the reasons behind their performance decline. Therefore, comprehending the degradation mechanism, which includes detrimental chemical and mechanical phenomena in the components of LIBs, is an essential step in resolving cycle life issues. The LIB systems presently being commercialized and developed predominantly employ graphite anode and layered oxide cathode materials. A significant portion of the degradation process in LIB systems takes place during the electrochemical reactions involving these electrodes. In this review, we explore and organize the aging mechanisms of LIBs, especially those with graphite anodes and layered oxide cathodes.

Expansion of Multi-wall Carbon Nanotubes and its Lithium Storage Property

  • Ahn, Jung-Ho;Ahn, Jeong-Seok
    • 한국분말재료학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.275-278
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    • 2017
  • In the present work, we apply a technique that has been used for the expansion of graphite to multiwall carbon nanotubes (MWCNT). The nanotubes are rapidly heated for a short duration, followed by immersion in acid solution, so that they undergo expansion. The diameter of the expanded CNTs is 5-10 times larger than that of the as-received nanotubes. This results in considerable swelling of the CNTs and opening of the tube tips, which may facilitate the accessibility of lithium ions into the inner holes and the interstices between the nanotube walls. The Li-ion storage capacity of the expanded nanotubes is measured by using the material as an anode in Li-ion cells. The result show that the discharge capacity of the expanded nanotubes in the first cycle is as high as 2,160 mAh/g, which is about 28% higher than that of the un-treated MWCNT anode. However, the charge/discharge capacity quickly drops in subsequent cycles and finally reaches equilibrium values of ~370 mAh/g. This is possibly due to the destruction of the lattice structures by repeated intercalation of Li ions.

이차전지 음극재 탄소 소재 재활용에 대한 연구 (A Study on the Recycle of Carbon Material in Anode of Secondary Battery)

  • 한경재;김유진;윤성진;강유진;장민혁;조형근;조혜령;서동진;박주일
    • 유기물자원화
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    • 제30권4호
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    • pp.59-66
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    • 2022
  • 리튬이온 배터리는 휴대폰 시장과 함께 크게 확대되었고 전기 자동차 사업이 본격적으로 활성화됨에 따라, 이후에도 많은 사람의 관심을 끌게 될 분야이다. 지금까지는 리튬이온 배터리 내부에 있는 유가금속에 대한 회수에 많은 사람이 관심을 끌고 있지만, 음극재로서 주로 활용되는 흑연 또한 재활용가치는 충분하다. 따라서 순도 높은 흑연의 회수와 유가금속의 회수를 함께 하기 위해, 폐 리튬이온 배터리로부터 흑연의 정제 및 분리, 흑연의 전기적 특성을 회복하는 재생과정을 통해 다시금 이차전지의 음극재로써 활용할 수 있는 흑연을 만들어 내는 과정을 가지게 할 것이다. 본 논문에서는 폐 흑연을 재생 흑연으로 바꾸는 과정과 재생 흑연이 가져오는 경제적 효과를 기술한다.

흑연분말을 이용한 다공성 니켈지지체의 제조에 관한 연구 (A Study on the Fabrication of Porous Nickel Substrates Using Graphite Powder)

  • 박성용;백지흠;조원일;조병원;윤경석
    • 한국표면공학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.276-288
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    • 1995
  • A nickel mesh and an expanded nickel sheet were used as a current collector for supporting active materials of cathode in rechargeable batteries, while a porous nickel substrate was extensively studied because of its 3-dimensional structure which has high capabilities for active materials and current collection. Optimum coating conditions were studied by SEM and two step d. c. constant current electrolysis for the graphite coating and electro-plated nickel on an urethane substance which was highly porous and 3-dimensional structure. The density and the porosity of nickel support obtained by using two step current density and 80 ppi urethane substance were 0.38∼0.40 g /㎤ and 94∼96%, respectively. It was possible to fabricate a highly porous and good packable nickel substrate using two step current density and surfactants at sulfamic acid nickel plating bath.

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흑연 종류에 따른 산화 그래핀의 제조 및 정제를 통한 특성연구 (A Study on the Preparation and Purification Characteristics of Graphene Oxide by Graphite Type)

  • 정겸;김영호
    • 청정기술
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    • 제27권2호
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    • pp.132-138
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    • 2021
  • 우수한 물리적, 전기적 특성과 독특한 물성의 특성을 갖고 있는 그래핀의 연구가 활발히 진행되면서, 대표적인 화학적 박리방법인 Hummer's 방법을 응용하여 고품질의 산화 그래핀의 대량생산 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 산화 그래핀의 제조에 있어서 천연흑연, 결정성 흑연, 팽창흑연을 사용하였으며, 과망간산칼륨의 첨가량, 반응온도, 반응시간을 달리하였다. 또한, 제조된 산화 그래핀의 품질을 알기위해 푸리에 변환 적외선 분광분석(fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR), 라만분광기(raman spectroscopy), 투과 전자 현미경(transmission electron microscopy, TEM)을 이용하였으며, 결정성 흑연이 가장 좋은 품질을 나타내었다. 제조된 산화 그래핀 정제를 위해 유기용매를 사용하였으며, 에너지분산형 분광분석법(energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDS)를 이용하여 분석한 결과 사이클로헥세인을 이용한 정제가 산 폐액과 폐수의 잔류가 거의 없었다. 본 연구에서 제시한 산화 그래핀 제조방법과 유기용매를 이용한 정제는 보다 친환경적인 방법으로 필름, 방열, 코팅제 등 다양한 산업분야에 응용이 가능할 것으로 예상된다.