• 제목/요약/키워드: Interfacial properties

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TiO2 Ceramic Filler가 혼합된 젤상의 PAN 고분자 전해질을 이용한 리튬금속 이차전지의 특성 (Characteristics of Lithium Metal Secondary Battery Using PAN Gel-electrolyte Mixed with TiO2 Ceramic Filler)

  • 임효성;김형선;조병원;이태희
    • 전기화학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.106-110
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    • 2002
  • Ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC), dimethyl carbonate(DMC)의 가소제와 $LiPF_6$ 리튬염 및 $TiO_2$ 충진제를 이용하여 젤형 polyacrylonitrile(PAN) 전해질을 제조하였다. 고분자 전해질의 전기화학적 안정성, 이온전도도, 리튬전극과의 호환성 등의 전기화학적 특성과 기계적 특성을 조사하였다. 이러한 고분자 전해질을 이용하여 조립된 리튬이차전지의 충방전 특성을 조사하였다 EC, PC 혼합 가소제를 이용하여 제조된 고분자 전해질은 $TiO_2$가 첨가됨에 따라 고분자 전해질이 견딜 수 있는 최대 하중이 2배 가깝게 증가하였다. EC, PC혼합 가소제와 $TiO_2$가 혼합된 고분자 전해질은 상온에서 $2\times10^{-3}S/cm$의 이온전도도를 나타내었고, 4.5V까지 전기화학적으로 안정하였다. 리튬금속을 사용하여 제조된 셀의 임피던스 결과에서도 EC, PC 혼합 가소제와 $TiO_2$가 혼합된 고분자 전해질이 20일 동안 계면 저항 $130\Omega$으로 가장 안정하였다. $LiCoO_2$ 양극과 리튬 음극, $TiO_2$가 혼합된 고분자 전해질로 구성된 전지는 충방전효율이 1C 방전속도에서 $90\%$를 나타내었다.

리튬 유황 전지용 PVdF 겔 고분자 전해질의 가소제에 따른 전기화학적 특성 평가 (Electrochemical Properties of PVdF Gel Polymer Electrolyte with Plasticizer for Lithium/sulfur Battery)

  • 류호석;김종선;김동주;김동연;김익표;안효준;김기원;안주현;이건환
    • 전기화학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.213-218
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    • 2007
  • 리튬/유황 전지에 적합한 전해질을 조사하기 위하여, 여러 종류의 글라임(glyme)계 가소제를 넣은 폴리비닐리덴플로라이드(poly(vinylidene fluoride):PVdF) 겔 고분자 전해질을 제조하여 전기화학적 특성을 실험하였다. 가소제는 에틸렌옥사이드(ethylene oxide; EO) 구조를 가지는 glyme계 유기용매 중에서, EO의 체인 길이가 다른 트리글라임(triglyme), 테트라글라임(tetraglyme), 폴리글라임(polyglyme (Mn=250, 500))의 네 종류를 사용하였다. 가소제 내의 EO의 체인 길이가 길어질수록 PVdF 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 감소하였다. PVdF 겔 고분자 전해질의 가소제로 triglyme을 사용한 경우의 이온전도도가 $5.38{\times}10^{-4}\;S/cm$로 가장 높았으며, polyglyme(Mn=500)를 사용한 경우에는 $2.80{\times}10^{-4}\;S/cm$으로 가장 낮았다. 그러나 계면저항은 tetraglyme을 사용한 경우에 가장 낮게 나타났으며, 이 전해질을 리튬/유황 전지에 적용하였을 때 1232 mAh/g-S(이론용량의 70%)의 높은 초기 방전 용량을 나타내었다.

아민 옥사이드 양쪽성 계면활성제 첨가가 리포좀 특성에 미치는 영향에 관한 연구 (Effect of Amine Oxide Zwitterionic Surfactant on Characteristics of Liposome)

  • 모다희;이수민;이주연;한동성;임종주
    • 공업화학
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    • 제27권3호
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    • pp.291-298
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    • 2016
  • 본 연구에서는 pH 변화에 따른 양쪽성 계면활성제 첨가가 리포좀 특성에 미치는 영향에 관하여 살펴보았다. 이를 위하여 아민 옥사이드(amine oxide) 양쪽성 계면활성제를 합성하고 $^1H$ NMR, $^{13}C$ NMR 및 FT-IR 분석을 통하여 구조를 규명하였으며, 계면활성제의 임계 마이셀 농도(critical micelle concentration, CMC) 및 표면장력 등의 계면 물성(interfacial property)을 측정하였다. 또한 제타 전위(zeta potential) 측정을 통하여 양쪽성 계면활성제가 양이온 계면활성제(cationic surfactant)에서 음이온 계면활성제(anionic surfactant)로 작용이 전환되는 등전점(isoelectric point)을 결정하였다. 이 결과를 바탕으로 등전점을 중심으로 한 pH 변화 및 아민 옥사이드 계면활성제의 탄화수소 사슬 길이가 리포좀의 평균 입자 크기 변화 및 제타 전위 등과 같은 안정성에 미치는 영향에 살펴보았다. 또한 pH 및 계면활성제의 탄화수소 사슬 길이 변화에 따른 및 리포좀과 계면활성제의 결합 정도(binding degree) 및 리포좀 막의 가변형성(deformability) 등의 측정을 통하여 리포좀 막의 유동성(fluidity) 변화에 미치는 영향을 이해하고자 하였다.

QCM (Quartz Crystal Microbalance)을 활용한 Amine Oxide 양쪽성 계면활성제의 등전점 측정에 관한 연구 (Measurement of Isoelectric Point of Amine Oxide Zwitterionic Surfactant by QCM (Quartz Crystal Microbalance))

  • 김지성;박준석;임종주
    • 공업화학
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    • 제20권1호
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    • pp.9-14
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    • 2009
  • 양쪽성 계면활성제는 등전점 이하의 pH 조건에서 양이온 계면활성제로 작용함으로써 유연력을 나타낼 수 있으며, 등전점 이상의 pH 조건에서는 음이온 혹은 비이온 계면활성제로 작용하여 세정력을 나타낼 수 있다. 따라서 pH에 따른 양쪽성 계면활성제의 특성을 활용하면 한 종류의 계면활성제 분자로 세정력과 유연력을 동시에 발휘할 수 있다. 본 연구에서는 amine oxide 양쪽성 계면활성제에 대하여 계면활성제의 기본적인 물성(임계 마이셀 농도, 표면장력, 계면장력, 접촉각, 점도, 계면활성제 시스템의 상거동 등)을 측정하였으며, 또한 계면활성제 수용액에 대하여 zeta potential 측정과 QCM 실험을 통하여 양쪽성 계면활성제가 양이온 계면활성제에서 음이온 혹은 비이온 계면활성제로 작용이 전환되는 등전점을 결정하였다. 본 실험에서 사용한 amine oxide 양쪽성 계면활성제의 등전점은 7.35와 7.4인 것을 각각 zeta potential 측정과 QCM 실험을 통하여 확인할 수 있었으며, 이 결과는 문헌에 보고된 값과 유사한 결과를 나타냄을 알 수 있었다.

결합재와 베니어세라믹이 금속-세라믹 보철물의 전단결합강도와 계면특성에 미치는 영향 (The Influence of Bonding Strength and Interface Characteristics to Bonding Agent and Veneer Ceramics on Metal-Ceramic Prosthetics)

  • 김민정;최성민;정인성
    • 대한치과기공학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.349-357
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    • 2011
  • Purpose: In this study, for the reasons of observing the changes when using bonding agent with Ni-Cr alloy and Co-Cr alloy and using VM13 and Vintage MP ceramic which have the disparity in coefficient of thermal expansion, it is carried out to evaluate the characteristics of the bonding agent through the analysis of the interface between metal and ceramic and the analysis of bond strength by variable. Methods: The surface treatment was performed on the two kinds of alloy(Ni-Cr alloy and Co-Cr alloy) specimens, which were sandblasted and were treated with bonder application. The metal-ceramic interfaces were analyzed with EPMA in order to ionic diffusion, and the shear test was performed. Results: As a result of observation of metal-ceramic interfacial properties, it was observed that Cr atoms were spread from the alloy body to the ceramic floor in the specimen of Group B. It was also seen that Cr, W atoms were spread from the alloy body to the ceramic floor in the specimen of Group S. In consequence of observing Shear bond strength, it was calculated that the specimen of BSV was 27.75(${\pm}11.21$)MPa, BSM was 27.02(${\pm}5.23$)MPa, BCV was 30.20(${\pm}5.99$)MPa, BCM was 27.94(${\pm}10.76$)MPa, SSV was 20.83(${\pm}2.58$)MPa, SSM was 23.98(${\pm}3.94$)MPa, SCV was 32.32(${\pm}4.68$)MPa, and SCM was 34.54(${\pm}10.63$)MPa. Conclusion: In the metal-ceramic interface of Bellabond plus sample group, diffusion of Cr atoms was incurred and diffusion of C Cr atoms and W atoms in the sample group of $Starloy{(R)}\;C$ was observed. Using bonding agent showed the higher bond strength than using the sand blasting treatment. In the Bellabond plus alloys, the specimen group with the use of binding materials showed higher shear bond strength, but didn't show statistically significant differences (p>0.05). In the $Starloy{(R)}\;C$ alloys, the specimen group with the use of binding materials showed higher shear bond strength and statistically significant differences(p<0.05). In terms of VM13 ceramic, it was in the Bellabond plus alloys that the high shear bond strength was showed, but there's no statistically significant differences(p>0.05). In terms of Vintage MP ceramic, it was in the $Starloy{(R)}\;C$ alloys that the high shear bond strength was showed and statistically significant differences(p<0.05). Metal-ceramic to fracture of the shear strength measurements and an analysis of all aspects of military usage fracture of the composite, respectively.

준설토의 간극비 변화 관찰을 위한 물리탐사기법의 적용 (Application of Geophysical Techniques for Observing the Void Ratio Changes of Dredged Soils)

  • 홍영호;이종섭;이창호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제30권9호
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    • pp.19-28
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    • 2014
  • 해성점토를 활용한 준설매립공사에서는 준설토의 거동분석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 침강압밀하는 준설토의 밀도와 간극비 변화를 관찰하기 위해 물리탐사기법을 적용하였다. 서해안에서 채취한 흙에 대한 기본물성시험을 실시하였고, 침강압밀시험기에 시료를 단계적으로 투기하여 시간에 따른 계면고와 탄성파의 변화를 관찰하였다. 흙의 침강압밀이 완료된 후 하방향의 투수시험을 실시하여 조간대의 영향이 준설토의 물리적 특성에 미치는 영향을 관찰하였다. 또한 초소형 전기저항탐침을 관입하여 깊이에 따른 시료의 전기비저항을 측정하였다. 모든 실험이 완료된 후, 시료를 채취하여 간극비를 계산하였다. 실험결과, ML 시료의 특성상 급격한 침강을 보여 침강압밀특성을 육안으로 관찰하기 어려웠으나, 단계투기가 계속될수록 탄성파의 속도는 증가하는 경향을 보였다. 하방향 투수에 따른 조간대 영향은 매우 적어 관찰할 수 없었다. 한편 탄성파 속도로 추정한 시료의 간극비는 단계투기에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 전기비저항으로부터 계산된 간극비는 깊이에 따라 반복적으로 증가, 감소하는 형태를 나타내었으며 이는 단계투기에 따라 층을 이루고 있는 시료의 영향으로 파악된다. 시료채취, 탄성파 속도, 그리고 전기비저항으로부터 구한 간극비를 비교한 결과, 서로 유사한 관계를 나타내었다. 본 연구는 물리탐사기법이 준설토의 간극비 관찰에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.

용융가압함침공정을 이용한 세라믹 입자 강화 철강복합재료의 제조성 검증 (Fabrication of Ceramic Particulate Reinforced Steel Composites by Liquid Pressing Infiltration Process)

  • 조승찬;이영환;고성민;박현재;이동현;신상민;조일국;이상관;이상복
    • Composites Research
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    • 제31권4호
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    • pp.117-121
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    • 2018
  • 본 연구에서는 용융가압함침 공정을 이용하여 TiC, $TiB_2$, $Al_2O_3$ 세라믹 입자가 분산된 SUS431 금속복합재료를 제조하고 미세조직을 분석하여 세라믹 입자에 따른 제조성에 대해 검토하였다. 젖음성이 나쁜 $Al_2O_3$의 경우 내부에 결함이 다수 존재함을 알 수 있었으며, $TiB_2$ 및 TiC 입자 강화 복합재의 경우 상대적으로 결함이 적고 강화재가 균일 분산되었음을 확인하였다. 특히, TiC-SUS431 복합재료의 경우 TiC와 Fe계 기지합금의 우수한 젖음성 및 용융가압함침공정 적용으로 우수한 계면 특성을 가지며 결함이 적고 균일한 미세조직을 가지는 것을 확인하였다.

크기가 제어된 실리카 나노입자 합성과 제조된 입자의 고분자계 복합재 응용 (Synthesis of Silica Nanoparticles Having the Controlled Size and their Application for the Preparation of Polymeric Composites)

  • 김종웅;김창근
    • 폴리머
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    • 제30권1호
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    • pp.75-79
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    • 2006
  • 고분자계 치아수복용 복합재료에 사용되는 다양한 크기의 나노실리카 입자를 Stober method를 이용하여 제조하고, 3-methacrylofpropyltrimethoxysilane $(\gamma-MPS)$로 제조된 입자 표면 처리 여부에 따른 유기 수지 내에서의 실리카 입자의 분산도 변화를 조사하였다 반응에 사용된 반응물인 tetraethylorthosilicate(TEOS)와 물의 양, 촉매인 암모니아의 양, 용매의 종류와 양을 조절하여 다양한 크기의 나노실리카 입자를 제조하였다. 용매로 에탄올보다 메탄올을 사용할 경우 더 작은 입자가 생성되었다. 또, 물의 함량이 증가할수록 작은 입자가 형성되는 반면, 촉매와 전구체의 경우는 함량이 증가함에 따라 형성된 입자의 크기도 증가하였다. 유기 소재들과의 혼합시 계면 특성 향상을 위해 제조된 친수성의 나노실리카를 $\gamma-MPS$와 반응시켜 소수성의 나노실리카 입자를 제조하였다 실리카 입자 크기가 작을수록 단위 질량당 존재하는 $\gamma-MPS$의 함량은 많았지만, 단위 표면적당 존재하는 $\gamma-MPS$의 양은 실리카 입자의 크기에 영향을 받지 않았다. $\gamma-MPS$로 표면 처리된 실리카 입자의 고분자계 치아수복용 레진 내에서의 분산성은 표면 처리되지 않은 실리카에 비해 크게 향상되었다.

Zn-Sn계 고온용 무연솔더를 이용한 Si다이접합부의 접합특성 및 열피로특성 (Joining properties and thermal cycling reliability of the Si die-attached joint with Zn-Sn-based high-temperature lead-free solders)

  • 김성준;김근수;스가누마카츠아키
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.72-72
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    • 2009
  • 전자부품의 내부접속 및 파워반도체의 다이본딩과 같은 1차실장에는 고온환경에서의 사용과 2차실장에서의 재용융방지를 위해 높은 액상선온도 및 고상선온도를 필요로 하여, Pb-5wt%Sn, Pb-2.5wt%Ag로 대표되는 납성분 85%이상의 고온솔더가 널리 사용되고 있다. 생태계와 인체에 대한 납의 유해성이 보고된 이래, 무연솔더에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔으나, Sn-Ag-Cu계로 대표되는 Sn계 합금으로 대체 중인 중온용 솔더와는 달리, 고온용 솔더에 대해서는 대체합금에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 대체재의 부재로 인해 기존의 납을 다량함유한 솔더로 1차실장이 지속됨으로서, 2차실장의 무연화에도 불구하고 전자부품 및 기기의 재활용에 큰 어려움을 겪고 있다. 지금까지 고온용 무연솔더로서는 융점에 근거해 Au-(Sn, Ge, Si)계, Bi-Ag계, Zn-(Al, Sn)계의 극히 제한된 합금계만이 보고되어 왔다. Au계 솔더는 현재 플럭스를 사용하지 않는 광학, 디스플레이 분야 등 고부가가치 공정에 사용되고 있으나, 합금가격이 매우 비싸며 가공성이 나빠 대체재료로서는 적합하지 않다. Bi-Ag계 솔더 또한 취성합금으로 와이어 및 박판으로 가공하는데 어려움이 크며, 솔더로서 중요한 특성중 하나인 전기전도도 및 열전도도가 나쁜 편이다. 이에 비해, Zn계 합금은 비교적 낮은 합금가격, 적절한 가공성과 뛰어난 인장강도, 우수한 전기전도도 및 열전도도를 지녀, 고온용솔더 대체재료의 유력한 후보로 생각된다.이전 연구에서, 필자의 연구그룹은 Zn-Sn계 합금을 고온용 무연솔더로서 제안한 바 있다. Zn-Sn계 합금은 충분히 높은 융점과 함께, 금속간화합물이 없는 미세조직, 우수한 기계적 특성, 높은 전기전도도 및 열전도도 등의 장점을 나타내었다. 본 연구에서는 기초합금특성상 고온솔더로서 다양한 장점을 지닌 Zn-30wt%Sn합금을 고온용 솔더의 대표적인 적용의 하나인 다이본딩에 적용하여, 접합부의 강도 및 미세조직, 열피로 신뢰성에 대해 분석을 함으로서 실제 공정에의 적용가능성에 대해 검토하였다. Zn-30wt%Sn을 이용해 Au/TiN(Titanium nitride) 코팅한 Si다이를 AlN-DBC(aluminum nitride-direct bonded copper)기판에 접합한 결과, 양측에 완전히 젖은 기공이 없는 양호한 다이접합부를 얻었으며, 솔더내부에는 금속간화합물을 형성하지 않았다. Si다이와의 계면에는 TiN만이 존재하였으며, Cu와의 계면에는 Cu로부터 $Cu_5Zn_8,\;CuZn_5$의 반응층을 형성하였다. 온도사이클시험을 통한 열피로특성평가에서, Zn-30wt%Sn를 이용한 다이접합부는 1500사이클 지점에서 Cu와 Cu-Zn금속간화합물의 사이에서 피로균열이 형성되며, 접합강도가 크게 감소하였다. 열피로특성 향상을 위해 Cu표면에 TiN코팅을 하여 Zn-30wt%Sn 솔더로 다이접합한 결과, Si다이와 기판 양측에 TiN만으로 구성된 계면을 형성하였으며, TEM관찰을 통해 Zn-30wt%Sn과 극히 미세한 접합계면이 형성하고 있음을 확인하였다. Zn-wt%30Sn솔더와 TiN층의 병용으로 2000사이클까지 미세조직의 변화 및 강도저하가 없는 극히 안정된 고신뢰성의 다이접합부를 얻을 수가 있었다.

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단백질 분해 효소가 세척에 미치는 영향 -효소와 오염 기질의 특성을 중심으로- (Influences of Protease on the Removal of Protein Soils from Cotton Fabrics -Emphasis on the Characteristics of Enzyme and Soil Substrates-)

  • 이정숙;심윤정
    • 한국의류학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.491-505
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    • 1993
  • The influences of protease on the removal of various protein soils from cotton fabrics were studied. The human epidermal stratum corneum, hemoglobin and casein were used as protein soils. The soiled fabrics were denatured by steaming for 30 min. before washing and laundered using Terg-O-Tometer under washing conditions. The removal efficiency was evaluated by analysis of protein on the fabrics before and after washing by means of copper-Folin method. The relations between the removal and the characteristics of protease were discussed. Also the degradation of protein were examined by microscopy. The seperation of human epidermal stratum corneum after hydrolysis was examined by SDS-PAGE. The results obtained were as follow : 1. The protein from the soiled cotton fabric was removed effectively by adding protease. The removal of protein was increased in proportion to increasing of the enzyme concentration up to a certain point, but it began to decrease above the point. The removal effect was high in the order of casein>human epidermal stratum corneum>hemoglobin. Especially the protein was more effectively removed in ADS solution(pH 9.5) containing enzyme. 2. When protease was used with ADS. the removal of protein was efficiently showed in relatively short time(5~15min.) compared to using ADS only. It is due to the properties of this enzyme that reacts with very short time. 3. Even at low temperature the removal efficiency of enzyme was relatively higher compared with the activity of enzyme. The removal of protein soil was increased up to a maximum near $50^{\circ}C$, and then decreased. 4. The removal of protein by protease was improved with the increase of alkalinity in the pH range from 9.5 to 11.0 but it began to decrease above pH 11.0. 5. According to the increase of mechanical agitation, the removal effect was increased. But the removal efficiency of protease was more effective compared with the agitation in detergency. 6. According to the SDS-PAGE separation and micrograph it was confirmed that the human epidermal corneum was effectively hydrolysed by the enzyme added. So the fragments of protein were removed more efficiently by means of the interfacial reaction of AOS.

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