• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.999-1005
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• 2011

고무복합재료에 대해 변형에 의한 결정화(SIC)가 기계적 특성에 미치는 영향을 연신율(${\lambda}$) 및 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 카본블랙(CB)의 함유량을 함수로 하여 연구하였다. 시차 주사 열량(DSC) 분석을 통해 CB 및 CNT의 함유량에 따라 결정화 정도가 증가함을 확인 하였다. 또한 연신율이 증가함에 따라 복합재료의 유리전이온도(Tg)는 증가하였고, 결정화 잠열 값(LHc)은 ${\lambda}$=1.5에서 최대값을 보였다. CNT의 함유량 증가에 따라 기계적 특성과 LHc는 비례관계임을 확인하였다. 열 중량 분석(TGA)을 통해 기지의 소실율은 94.3%였고, 복합재료의 소실율은 보강재의 함유량 증가에 따라 감소하였다. 인장탄성율 비는 고무 내의 CNT 배향으로 인장강도 비보다 높게 나타났다.

• Elastomers and Composites
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• 제43권1호
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• pp.1-7
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• 2008

DSC 및 컴파운드 온도 측정을 통해 원적외선에 의한 EPDM의 가교 반응을 연구하였으며, 특히 동일 조건에서의 열풍에 의한 가교 시험을 통해 원적외선 가교시의 효율성을 평가하였다. 원적외선 및 열풍에 의한 EPDM 컴파운드의 가교도를 분석한 결과, 동일 조건에서 원적외선가교 시료의 가교도가 열풍가교에 비해 높게 나타남을 확인할 수 있었으며, 특히 3 mm 두께 시편의 경우 약 2배가량 높은 가교도를 나타내었다. EPDM 컴파운드의 열전도도의 증가는 원적외선에 의한 가교도를 크게 증가시켰으나, 열풍에 의한 가교도의 변화에는 거의 영향을 주지 못하였다.

• 한국자기학회지
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• 제21권6호
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• pp.225-230
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• 2011

자성 재료는 전기적 에너지와 기계적 에너지간 상호 전환 가능한 특성을 가지고 있기 때문에 발전 및 모터 분야 등에 널리 적용되고 있다. 그 중에서도 모터 분야의 효율성 향상을 위해서 외부의 자장 없이도 지속적으로 자성 특성을 나타내는 영구 자석은 그 활용도가 매우 높다. 특히, 영구 자석은 최대 자기적이 높은 희토류 자석이 개발된 후 이를 중심으로 개발 및 응용분야가 지속적으로 확대되었다. 그러나, 최근 모터의 용도가 확대되는 추이에 따라서 회토류 자석의 사용이 증대됨에 따라서 희토류 원자재 수급 문제에 봉착하여 이를 해결하기 위해 희토류 저감 및 대체 자석에 대한 연구 분야가 중요한 이슈가 되고 있다. 본 보고서에서는 현재 사용 되고 있는 영구 자석에 대해 설명하고 이를 대체할 수 있는 기술 중 가능성이 높은 방법으로써 exchange-coupling 현상을 이용한 영구 자석 개발 기술에 대해 기술하고자 한다.

• Macromolecular Research
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• 제16권3호
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• pp.204-211
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• 2008

A platinum-catalyzed polyelectrolyte porous membrane was prepared by solid-state compression of electrospun polystyrene (PS) fibers and in-situ metallization of counter-balanced ionic metal sources on the polymer surface. Using this ion-exchange metal-polymer composite system, fiber entangled pores were formed in the interstitial space of the fibers, which were surrounded by sulfonic acid sites ($SO_3^-$) to give a cation-selective polyelectrolyte porous bed with an ion exchange capacity ($I_{EC}$) of 3.0 meq/g and an ionic conductivity of 0.09 S/cm. The Pt loading was estimated to be 16.32 wt% from the $SO_3^-$ ions on the surface of the sulfonated PS fibers, which interact with the cationic platinum complex, $Pt(NH_3)_4^{2+}$, at a ratio of 3:1 based on steric hindrance and the arrangement of interacting ions. This is in good agreement with the Pt loading of 15.82 wt% measured by inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES). The Pt-loaded sulfonated PS media showed an ionic conductivity of 0.32 S/cm. The in-situ metallized platinum provided a nano-sized and strongly-bound catalyst in robust porous media, which highlights its potential use in various electrochemical and catalytic systems.

• 한국표면공학회지
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• 제54권5호
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• pp.230-237
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• 2021

In this study, the influence of silicon contents on the microstructure, mechanical and tribological properties of Ti-Al-Si-N coatings were systematically investigated for application of cutting tools. The composition of the Ti-Al-Si-N coatings were controlled by different combinations of TiAl₂ and Ti₄Si composite target powers using an arc ion plating technique in a reactive gas mixture of high purity Ar and N₂ during depositions. Ti-Al-Si-N films were nanocomposite consisting of nanosized (Ti,Al,Si)N crystallites embedded in an amorphous Si₃N₄/SiO₂ matrix. The instrumental analyses revealed that the synthesized Ti-Al-Si-N film with Si content of 5.63 at.% was a nanocomposites consisting of nano-sized crystallites (5-7 nm in dia.) and a three dimensional thin layer of amorphous Si₃N₄ phase. The hardness of the Ti-Al-Si-N coatings also exhibited the maximum hardness value of about 47 GPa at a silicon content of ~5.63 at.% due to the microstructural change to a nanocomposite as well as the solid-solution hardening. The coating has a low friction coefficient of 0.55 at room temperature against an Inconel alloy ball. These excellent mechanical and tribological properties of the Ti-Al-Si-N coatings could help to improve the performance of machining and cutting tool applications.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권5호
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• pp.135-141
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• 2021

As a trend of lightening automobiles and electronic products, several studies are currently underway to replace parts of metals with resins. In particular, heterojunctions between metals and resins are now under the spotlight. This study aims to evaluate the variation in bonding strength with process conditions when the polybutylene terephthalate (PBT) polymer is bonded to a specimen of the lightweight 6061 aluminum alloy (AL6061). Conditions of the bonding surface of the AL6061 specimen, the temperature of the injection mold, and the content of the glass fiber were considered to be process variables. Bonded specimens were manufactured for different values of these variables. Bonding strength tests were then performed on these specimens and variations were analyzed in their characteristics corresponding to those of the process conditions. Fractures in these specimens were assessed using scanning electron microscopy (SEM) to assess the fracture surface. This was then used to analyze the fracture shape and determine whether anodizing the specimen led to the development of cracks on the joint surface. Results of the above test indicated that while the surface condition of the specimen and the temperature of the injection mold significantly influenced the strength of bonding, the content of the glass fiber did not.

• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.68-73
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• 2019

실리카 표면의 개질을 위하여 다양한 조건 하에서 tetraethyl orthosilicate (TEOS)로부터 졸-겔 공법으로 제조한 실리카 졸에 실란 커플링제인 octyltrimethoxysilane (OTMS) 또는 hexadecyltrimethoxysilane (HDTMS)을 반응시켰다. 얻어진 반응물들의 SEM-EDS, 열분석 및 원소분석을 통하여 실리카의 표면이 유기물로 개질된 것을 확인할 수 있었다. 유기용매에서의 분산성 및 에폭시 수지와 복합화한 필름의 표면 조도 등을 평가한 결과, 에탄올을 용매로 사용하여 $50^{\circ}C$에서 TEOS를 24 h 가수분해하고, OTMS를 2 h 반응시킨 물질이 최적으로 나타났다. 이와 같은 표면 개질 실리카를 포함하는 복합체 필름의 산소 투과도를 측정한 결과, 개질 실리카를 포함하지 않는 필름에 비하여 산소 투과도가 12% 저하된 것을 확인할 수 있었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권2호
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• pp.113-120
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• 2019

To investigate surface properties and interception performances of the new modified PVDF membrane coated with Graphene Oxide (GO) and nano-$TiO_2$ (for short the modified membrane) via the interface polymerization method combined with the pumping suction filtration way, filtration experiments of the modified membrane on Humic Acid (HA) were conducted. Results showed that the contact angle (characterizing the hydrophilicity) of the modified membrane decreased from $80.6{\pm}1.8^{\circ}$ to $38.6{\pm}1.2^{\circ}$. The F element of PVDF membrane surface decreased from 60.91% to 17.79% after covered with GO and $TiO_2$. O/C element mass ratio has a fivefold increase, the percentage of O element on the modified membrane surface increased from 3.83 wt% to 20.87%. The modified membrane surface was packed with hydrophilic polar groups (like -COOH, -OH, C-O, C=O, N-H) and a functional hydrophilic GO-polyamide-$TiO_2$ composite configuration. This configuration provided a rigid network structure for the firm attachment of GO and $TiO_2$ on the surface of the membrane and for a higher flux as well. The total flux attenuation rate of the modified membrane decreased to 35.6% while 51.2% for the original one. The irreversible attenuation rate has dropped 71%. The static interception amount of HA on the modified membrane was $158.6mg/m^2$, a half of that of the original one ($295.0mg/m^2$). The flux recovery rate was increased by 50%. The interception rate of the modified membrane on HA increased by 12% approximately and its filtration cycle was 2-3 times of that of the original membrane.

• 멤브레인
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• 제29권3호
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• pp.140-146
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• 2019

본 연구에서는 다공성 Polyacrylonitrile (PAN) 중공사막을 지지체막으로 하여 Poly styrene sulfonic acid (PSSA)와 polyethyleneimine (PEI)을 이용하여 layer-by-layer법으로 선택층을 형성시켰다. 코팅용액에 Mg염을 첨가하여 염석법(salting out method)을 이용하였다. 코팅용액의 이온세기, 고분자 농도, 코팅시간 등을 달리하여 나노여과막을 제조하였으며 NaCl, $MgCl_2$, $CaSO_4$ 100 mg/L를 공급액으로 하여 2 atm의 구동 압력에서 투과도와 염 배제율을 평가하였다. PSSA 20,000 ppm, 코팅시간 3분, 이온세기 1.0, PEI 30,000 ppm, 코팅시간 1분, 이온세기 0.1의 조건으로 코팅한 막이 가장 우수한 성능을 보여 주었다. 100 ppm의 NaCl, $MgCl_2$, $CaSO_4$ 공급액에서 각각 20.4, 19.4, 18.7 LMH의 투과도와 67, 90, 66.6%의 염 배제율을 나타내었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권2호
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• pp.117-124
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• 2021

This work focused on the novel numerical tool for the bending responses of carbon nanotube reinforced composites (CNTRC) beams. The higher order shear deformation beam theory (HSDT) is used to determine strain-displacement relationships. A new exponential function was introduced into the carbon nanotube (CNT) volume fraction equation to show the effect of the CNT distribution on the CNTRC beams through displacements and stresses. To determine the mechanical properties of CNTRCs, the rule of the mixture was employed by assuming that the single-walled carbon nanotubes (SWCNTs)are aligned and distributed in the matrix. The governing equations were derived by Hamilton's principle, and the mathematical models presented in this work are numerically provided to verify the accuracy of the present theory. The effects of aspect ratio (l/d), CNT volume fraction (Vcnt), and the order of exponent (n) on the displacement and stresses are presented and discussed in detail. Based on the analytical results. It turns out that the increase of the exponent degree (n) makes the X-beam stiffer and the exponential CNTs distribution plays an indispensable role to improve the mechanical properties of the CNTRC beams.