• Elastomers and Composites
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• 제34권3호
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• pp.222-228
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• 1999

본 연구에서는, 화학적 표면처리에 따른 카본블랙의 표면, 흡착, 그리고 미세구조의 성질과 물리적 표면 자유에너지를 고찰하였다. 실험적 결과를 통하여, 염기성 용액으로 표면 처리한 경우 pH와 비표면적의 변화 없이 표면 자유에너지의 비극성 또는 극성요소의 증가를 가져왔다. 반면에 산성표면처리의 경우에는 표면특성, 흡착성질과 미세구조의 큰 변화를 확인하였다. 특히, 염기성 처리된 카본블랙은 비극성이나 비표면적의 중요한 인자로 표면 자유에너지의 London 비극성 요소의 증가를 볼 수 있었다. 이는 카본블랙/고무 복합재료에 있어서, 카본블랙이 강화재의 역할 뿐 아니라 분산력 발달에 중요한 역할을 담당하고 있기 때문으로 사료된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.142-149
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• 2013

Carbon materials are mainly used as catalyst supports for polymer exchange membrane fuel cell (PEMFC). Catalyst supports are required specific characteristics of the carbon materials, such as large surface area and high electrical conductivity. Attempted were to improve electrical conductivity and to maintain high surface area of carbon materials using a microwave treatment. Microwave treatment, as a relatively new technique, takes short reaction time and reduce the consumption of the gases used for carbon treatment compared to a traditional heat treatment. Hybrid carbon (ACF/Graphene) as catalyst supports by microwave-irradiation method for PEMFC increase the cell performance because of increased electrical conductivity resulting in triple-phase contact and reduced the interfacial resistance. Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X-Ray Diffraction (XRD) were employed to analyze carbon materials. The performance of microwave-treated carbon materials was evaluated by measuring current-voltage (I-V) characteristics and electrode impedance.

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.148-154
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• 2021

탄소/에폭시 복합재료 분리판(BP)은 높은 기계적 특성과 생산성으로 인해 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)의 기존 흑연 분리판을 대체할 가능성이 있는 BP이다. 다기능 구조인 탄소/에폭시 복합재료 BP는 계면접촉저항(ICR)을 줄이기 위해 흑연 코팅 또는 추가 표면 처리가 필요하다. 그러나 팽창 흑연 코팅은 VRFB 작동 조건에서 낮은 내구성을 가지며 별도의 표면 처리는 추가 비용이 발생한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 폴리에스테르 직물을 적용하여 탄소/에폭시 복합재료 BP 표면의 잉여 수지층을 균일하게 제거하여 탄소섬유를 노출시키는 잉여 수지 흡수법을 개발하였다. 이 방법은 BP 표면에 탄소섬유를 노출하여 ICR을 감소시킬 뿐만 아니라 탄소 펠트 전극을 효과적으로 고정할 수 있는 고유한 도랑 패턴을 형성한다. 잉여 수지 흡수법에 의해 제작된 복합재료 BP의 산성 환경 내구성, 기계적 특성 및 기체 투과도에 대해 실험적으로 검증하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제24권1호
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• pp.41-56
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• 2008

상용 임플란트의 표면을 개질하기 위해 물리적, 화학적 방법을 이용한 새로운 표면이 증가하고 있으며 이에 대한 골반응도 다를 것으로 예상할 수 있지만 대부분의 연구는 단순히 기계절삭형 임플란트와의 비교만을 하고 있다. 본 연구에서는 4종의 다른 개질된 표면을 가진 상용 임플란트를 가토의 경골에 식립한 후 생역학적, 조직형태학적으로 비교하였다. 연구 결과, 모든 임플란트는 6주 후 안정적인 골유착을 이루고 있었으며 4종의 표면개질의 차이에 의한 공진주파수 및 조직형태학적 골반응의 차이는 없었으며 표면개질을 비교하기 위해 피질골 하방으로 증식한 골을 비교하는 것이 유용하였다. 생역학적, 조직형태학적 골반응에 비해 미세단층촬영(micro-CT)를 이용하는 비교법은 유용성과 정확도가 낮은 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.52-60
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• 2018

최근 자동차 산업에서는 연비향상 및 안전규제 강화에 따라 차량 경량화가 필수적으로 요구됨에 따라 DP강(Dual Phase steel), CP강(Complex Phase steel), MS강(Martensitic Steel), TRIP강(Transformation Induced Plasticity steel), TWIP강(Twinning Induced Plasticity steel) 등과 같은 인장강도 700MPa 이상인 초고장력강(Ultra High Strength Steel)의 적용이 증가하고 있다. 초고장력강을 차체에 적용하기 위해서는 용접공정이 필수적이며, 원가 측면에서 유리한 전기저항점용접(Resistance Spot Welding, RSW)이 차체 용접에서 80%이상으로 가장 많이 적용되고 있다. 초고장력강은 강도향상을 위해 합금원소 함량을 늘이기 때문에 일반적으로 용접성이 열악한 것으로 알려져 있다. 이러한 초고장력강의 저항점용접의 경우 적정 용접조건 영역이 축소되고 용접부에서 계면파단 및 부분계면파단이 발생하는 것으로 보고되어 있어 결함 및 품질을 실시간으로 예측할 수 있는 용접품질 판정 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 저항 점 용접을 수행할 때 검출되는 2차 회로 공정 변수를 이용하여 용접부의 동저항을 모니터링하고, 이 동저항 패턴에서 용접 품질 판단에 필요한 인자들을 추출하였다. 추출한 인자들을 상관분석하여 용접 품질과의 상관성을 파악하였으며, 상관성이 높은 인자들을 이용하여 회귀분석을 실시하였다. 이를 근거로 현장 적용이 가능한 회귀 모델을 제시하였다.

• 공업화학
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• 제9권4호
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• pp.579-584
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• 1998

자외선 경화 반응에 의해 만들어지는 고분자/액정 복합막에서 자외선 광 개시제의 농도, 복합막의 두께 및 중합에 의한 상분리 시의 온도, 전기장의 영향 등 제조 외부 조건에 따른 복합막의 전기 광학적 특성의 변화에 대하여 조사를 하였다. 광개시제나 다관능성 단량체의 농도증가에 따라 고분자 매트릭스의 가교밀도가 증가하고 상대적으로 더 작은 액정상이 형성되며 그에 따라 액정과 고분자의 계면 면적이 넓어져 복합막의 구동전압이 증가하는 것이 관찰되었다. 분자량이 서로 다른 두 종류의 diacrylate 형의 올리고머를 사용하여 만든 복합막에 있어서는 분자량이 큰 PTDA-1000을 사용한 경우 복합막의 초기 투명도는 더 올라가지만 일정한 구동전압 이상에서 투명도의 포화 상태가 일어나는 데 반하여 분자량이 적은 PTDA-250을 사용한 경우에는 필름의 초기 투명도가 훨씬 더 낮아지는 대신 60 V 이상의 전압에서도 투명도의 포화 상태가 일어나지 않는 것이 관찰되었다. 중합에 의한 상분리시 온도가 높아질수록 복합막의 초기 투명도는 높아지는 것이 관찰되었으며 이것은 액정/UV 경화 혼합물의 온도가 높아짐에 따라 점도가 낮아지고 용해도는 증가하여서 상대적으로 큰 액정상들이 복합막 내에 생기기 때문인 것으로 생각되었다. 한편 복합막의 두께가 얇을수록 구동전압은 비례적으로 낮아졌으며 중합에 의한 상분리 시에 인가되는 외부전기장의 효과는 전장이 초기 투과도 뿐 아니라 구동전압이나 응답시간에도 영향을 미치는 것이 관찰되었다.

• 접착 및 계면
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• 제23권4호
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• pp.122-129
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• 2022

본 연구에서는 산소 플라즈마 처리시간을 실험 변수로 하여 금속섬유를 처리한 후 섬유표면에 산소함유 기능성 관능기를 도입하여 금속섬유의 친수성을 향상시키기 위한 연구로 플라즈마 처리 전, 후의 표면 특성 변화를 scanning electron microscope (SEM)과 x-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하여 관찰하였다. 또한 플라즈마 처리시간이 금속섬유의 표면에 미치는 영향을 관찰하기 위해 극성 용매와 비극성 용매에 대한 금속섬유의 접촉각 변화를 측정하였다. 측정된 접촉각을 이용해 표면 자유에너지 변화를 계산한 후 산소 플라즈마 처리 전, 후의 금속섬유에 대한 접촉각과 표면 자유에너지를 비교하였으며 접착일과의 상관관계도 고찰하였다. 이런 금속섬유의 표면 변화가 다른 소재와의 복합 시 계면에서의 전단강도 향상에 미치는 영향을 알아보기 위해 microdroplet 시편을 제조하여 계면 전단강도를 측정하였으며 접착일과의 상관관계도 함께 파악하였다. 따라서, 금속섬유의 산소플라즈마 처리는 섬유표면에 물리적인 표면적 증가로 인한 수지와의 접촉면의 증가와 표면의 산소함유 기능성 관능기의 도입에 따른 접촉각, 표면 에너지의 변화에 따른 표면 친수화로 고분자 수지와의 계면 전단강도를 향상시켜주는 결과를 얻었다.

• Composites Research
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• 제20권1호
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• pp.23-31
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• 2007

Jute fiber Green Composite의 기계적 향상을 위한 계면특성을 향상시키기 위하여 커플링제를 도입하여 첨가량에 따른 특성변화를 실험적으로 규명하였다. Maleic anhydride grafted popolypropylene(MAPP)는 자연섬유와의 계면특성의 향상에서 물리화학적 역할을 하는 것으로 판단된다. MAPP에 의한 용융상태에서의 낮아진 수지의 점도는 흐름성이 향상되어 섬유의 계면과의 접촉 면적을 확대시킨다. 약 80mm의 jute 장섬유 mat에 maleated coupler가 혼합된 PP 복합재의 물성 향상과 열가소성수지의 물리적 변화와의 관계를 고찰하였다. 이 물리적 현상을 유동지수(MI: Melting flow index) 및 점도, contact angle, 복합재료 두께, 계면전단강도, morphology 분석 등의 인자들을 이용하여 기계적 물성 향상에 기여하는 정도를 확인하였다. 특히 유동지수(MI)와 점도, MAPP의 혼합량은, 전당강도(IFSS), 인장 및 굴곡 강도와 인장탄성률의 향상과 매우 관계가 있음을 실험 결과를 통하여 확인하였다.

• 폴리머
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• 제27권4호
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• pp.340-348
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• 2003

변형된 Stud-pull 시험 방법을 통해 탄소강 기재 위에 발포된 폴리우레탄의 접착 강도를 측정하였다. 아연인산으로 처리한 표면이 거친 탄소강 위에서 발포시킨 폴리우레탄의 접착 강도는 0.95 kN으로서 표면이 매끈한 양극산화된 탄소강 위에서 발포된 폴리우레탄의 접착 강도인 0.38 kN 보다 높게 나타남으로서 그 타당성이 입증되었다. 이 시험법을 여러 온도로 미리 가열된 탄소강 기재 위에서 폴리우레탄을 발포 접합시킨 시료들에 적용한 결과, 6$0^{\circ}C$ 이상으로 미리 가열된 금속 기재 위에서 발포된 폴리우레탄은 높은 접착 강도를 나타내었다. 또한 위의 시료를 수증기를 흡착하는 용기에 노출시켜 접착 강도를 측정하였는데 4$0^{\circ}C$ 보다 낮거나 7$0^{\circ}C$의 높은 온도로 유지된 금속 기재 위에서 발포된 폴리우레탄의 접착 강도는 많이 감소하였다. HCFC-141b와 HFC-245fa로 발포된 폴리우레탄의 접착력을 비교하였는데 HFC-245fa로 발포된 시료의 접착력이 0.03 kN 만큼 낮았으며 두 시료를 수증기에 노출시 HFC-245fa로 발포된 시료는 계면 근처에 존재하는 가스로 채워진 빈공간 영역의 적은 면적 비율로 인해 접착력이 거의 그대로 유지되었다. 이런 현상들은 기재의 온도, 기재의 표면 처리 방법, 발포제의 종류에 따라 금속 기재와 고분자와의 계면 근처에서의 미세조직학적인 차이에 의한 결과로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.38-46
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• 2014

기존의 많은 연구자들이 철근과 콘크리트 사이의 부착특성에 영향을 주는 다양한 변수에 대하여 연구해왔으며, 특히 최근에는 고강도철근의 등장과 더불어 부착강도의 증진을 위한 연구가 다수 진행 중이다. 철근과 콘크리트 사이의 부착특성은 두 이질재료 사이의 계면조건이 중요한 역할을 하게 되는데, 이 중에서 특히 철근의 마디형상은 계면조건에 가장 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 철근과 콘크리트 사이의 부착거동을 분석할 수 있는 상용 비선형 유한요소프로그램을 사용하여 철근의 마디형상에 따른 부착특성에 대하여 연구하였다. 해석에 사용된 부착모델은 2차원 평면응력요소를 사용하였으며, 주요 해석변수로는 마디각, 마디높이, 마디간격 및 마디면적비이다. 해석결과, 마디각은 30~60도인 범위에서 부착력이 우수한 것으로 나타났으며, 마디높이는 일정구간까지는 부착강도가 증가하나 철근직경의 12%를 초과하면 전단파괴를 유발하여 오히려 부착강도가 감소되고, 마디간격에 대한 효과는 상대적으로 크지 않은 것으로 나타났다. 마디의 높이와 간격을 하나의 지표로 제시할 수 있는 마디면적비는 부착강도의 변화를 효과적으로 나타낼 수 있는 것으로 분석되었으며, 마디면적비는 0.15 이하에서 최대의 효율을 나타내는 것으로 분석되었다. 특히 대형마디(교차마디형상)를 가진 철근인 경우, 타 변수보다 우수한 효율을 나타내어 부착강도 증진효과가 커지는 것으로 평가되었다.