• Advances in nano research
• /
• 제15권4호
• /
• pp.315-328
• /
• 2023

The main goal of the present study was to assess the effects of eggshell powder (ESP) and halloysite nanotubes (HNTs) on the mechanical properties of abaca fiber (AF)-reinforced natural composites. For this purpose, a limited number of indentation tests were first performed on the AF/polypropylene (PP) composites for different HNT and ESP loadings (0 wt.% ~ 6 wt.%), load amplitudes (150, 200, and 250 N), and two types of indenters (Vickers or conical). The Young's modulus, hardness and plasticity index of each specimen were calculated using the indentation test results and Oliver-Pharr method. The accuracy of the experimental results was confirmed by comparing the values of the Young's modulus obtained from the indentation test with the results of the conventional tensile test. Then, a feed-forward shallow artificial neural network (ANN) with high efficiency was trained based on the obtained experimental data. The trained ANN could properly predict the variations of the mentioned mechanical properties of AF/PP composites incorporated with different HNT and ESP loadings. Furthermore, the trained ANN demonstrated that HNTs increase the elastic modulus and hardness of the composite, while the incorporation of ESP reduces these properties. For instance, the Young's modulus of composites incorporated with 3 wt.% of ESP decreased by 30.7% compared with the pure composite, while increasing the weight fraction of ESP up to 6% decreased the Young's modulus by 34.8%. Moreover, the trained ANN indicated that HNTs have a more significant effect on reducing the plasticity index than ESP.

• 한국진공학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.236-243
• /
• 2009

양성자기반공학기술개발사업단에서는 설치된 금속이온주입기를 이용하여 금속이온의 인출 시험 중에 있으며 120keV의 금속 이온주입이 가능하다. 현재 코발트 이온 주입의 타당성 확인을 위한 특성시험을 수행하고 있다. 이온원에 알루미나 도가니를 설치하여 분말 코발트 염화물을 고온($648^{\circ}C$) 가열에 의한 증기화로 인하여 플라즈마 방전이 되도록 하였다. 아크전압 120V, EHC 출력 250W에서 코발트 이온을 인출하기 위한 플라즈마를 발생하고 유지할 수 있었다. 코발트 이온 빔 전류는 플라즈마 내 아크전류에 의존하였으며 0.18A일 때 최대 빔전류 $100{\mu}A$를 얻을 수 있었다. 질량분리전자석에 의해서 $Co^+$와 $CoCl^+$, $Cl^+$ 이온의 첨두 빔 전류 비율을 확인하였고 전체 이온 대비 $Co^+$ 이온의 비율이 70% 수준을 유지함을 알 수 있었다. $Co^+$ 이온을 알루미늄 시료에 빔전류 $10{\mu}A$, 90분 동안 이온주입 하여 RBS(Rutherford Backscattering Spectrometry)분석법으로 $1.74{\times}10^{17}#/cm^2$의 이온량을 확인하였다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제31권4호
• /
• pp.694-702
• /
• 2014

마이크론 크기를 가지는 ITO(indium tin oxide) 입자들은 인듐과 틴의 수용성 전구체들과 유기 첨가제를 분무 열분해하여 얻었다. 유기 첨가제로서는 에틸렌글리콜과 시트르산을 이용하였다. 분무 열분해 시 에틸렌글리콜과 시트르산과 같은 유기첨가제를 첨가하지 않고 얻어진 ITO 입자들은 구형이며 속이 꽉찬 형태를 가지는데 비해 유기 첨가제를 첨가하여 분무 열분해를 하면 얻어지는 ITO 입자들은 유기 첨가제의 양이 증가 할수록 껍질이 얇고 다공성이 증대된 중공 입자가 얻어진다. 유기첨가제를 첨가하지 않고 분무 열분해를 통해 얻어지는 마이크론 크기를 가지는 ITO는 $700^{\circ}C$에서 두 시간 동안의 후소성과 24 시간동안의 습식 볼밀링에 의해 나노 크기의 ITO로 전환되지 않으나, 유기첨가제를 첨가하고 분무 열분해를 통해 얻어지는 마이크론 크기를 가지는 ITO는 $700^{\circ}C$에서 두 시간 동안의 후소성과 24 시간 동안의 습식 볼밀링에 의해 나노 크기의 ITO로 쉽게 전환되었다. 응집된 나노 크기의 ITO의 일차 입자의 크기를 Debye-Scherrer 식에 의해 계산하였고 ITO 입자를 압축하여 만든 펠렛의 표면저항을 측정하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.332-339
• /
• 2011

본 연구는 자력분리와 중력분리의 특징을 가진 산화철 나노입자 표면개질 분말활성탄에 의한 MF막 분리 공정의 운전 및 NOM 제거 효율에 미치는 영향을 알아보았다. MF막의 전처리로 표면개질 PAC 유동층 칼럼을 구성하였으며, 표면개질 PAC층은 63 m/d의 유속에서 표면개질 PAC 입자가 유출되지 않은 최대의 유속을 유지하였고, 이 때 접촉시간은 29분이었다. 유동상칼럼 상단에는 경자성체(magnet)를 설치하여 부유하는 미세한 입자의 유출을 방지하였다. 직렬로 구성한 표면개질 PACMF 결합공정에서 표면개질 PAC 칼럼을 통하여 MF막의 파울링 저감과 NOM 제거효율의 상당한 향상을 보였다. MF막만을 이용하였을 때에 막 차압은 98시간 만에 적정운전범위인 40 kPa이 초과되었으나, 표면개질 PAC 칼럼을 함께 구성하였을 때 막 차압은 여전히 12 kPa의 안정적으로 유지되었다. NOM의 제거효율 또한 표면개질 PAC의 전처리를 통해서 DOC와 $UV_{254}$가 각각 46%와 51%에서 75%와 84%로 상승하였다. 시스템 내 NOM의 제거현상을 알아보기 위한 HPLC-SEC 분석을 통해서 표면개질 PAC는 광범위한 분자량을 가진 유기물의 효과적인 제거가 가능한 것을 알 수 있었다.

• 공업화학
• /
• 제16권4호
• /
• pp.485-490
• /
• 2005

유동층 전극 반응기에서 기체의 주입이 산업폐수로부터 동입자의 회수에 미치는 영향을 고찰하였다. 유동층 전극 반응기에서 액체유속(0.1~0.4 cm/s), 전류밀도($2.0{\sim}3.5A/dm^2$) 그리고 투입되는 유동 고체입자의 양(1.0~4.0 wt%)의 일정조건에서 기체의 주입(0.1~0.4 cm/s)이 각 상들의 체류량과 동입자 회수효율에 미치는 영향을 검토하였다. 유동 고체 입자로는 폴리 스틸렌과 DVB (Divinyl Benzene)로 구성된 직경 0.5 mm의 구형입자(swelling 밀도: $1100kg/m^3$)를 사용하였다. 유동층 전극반응기에서 주입되는 기체 유속이 증가함에 따라 고체 체류량과 기체 체류량은 증가하는 반면 액체 체류량은 감소하는 경향을 나타내었다. 반응기내에 기체를 0.1~0.2 cm/s 정도 주입한 경우 기체 주입전에 비해 동 회수율이 증가한 반면 0.3~0.4 cm/s 이상 주입하면 기체 주입전보다 동 회수율은 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 유동층 반응기에서 기체 및 액체 유속, 두 전극간 거리 그리고 유동고체입자의 양이 증가함에 따라 동의 회수율은 증가하다가 최대의 회수율을 나타낸 후 점점 감소하는 경향을 나타내었다. 전류밀도가 증가함에 따라서 동의 회수율은 패러데이 법칙에 의해 거의 선형적인 증가를 나타내었다.

• 전기화학회지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.38-43
• /
• 2004

전기화학적으로 이온을 흡착시켜 제거시키는 capacitive deionization(CDI) 공정용 전극으로 탄소에어로젤에 실리카젤이 첨가된 다공성 탄소에어로젤 복합전극을 사유하여 1,000ppm NaCl수용액에서 10회와 100회 동안 싸이클을 변화시켜 탈염과 재생 특성에 대한 충전과 방전 시 시간에 따른 전류변화, 싸이클에 대한 전하량 변화, 그리고 CDI효율을 조사하였다. Paste rolling법으로 제조된 탄소에어로젤 복합전극은 CDI반응진행에 대한 전극 활물질의 탈락이 없이 전극의 성형성이 크게 향상되었고, 전극시트 제조시간을 $50\%$ 이상 단축시킬 수 있었다. 10분동안 충전과 방전으로 10회 싸이클까지의 전하량 결과를 살펴보면, $50wt.\%$의 실리카젤이 첨가된 C복합전극의 평균 충전 전하량이 실리카젤이 첨가되지 않은 A전극에 비해 $3\%$ 증가하였으며, 평균 방전 전하량은 $7\%$증가하였다. 5분동안 충전과 방전으로 100회 싸이클까지 평균 충전 전하량을 보면 $25w1.\%$와 $50wt.\%$의 실리카젤이 첨가된 B복합전극과 C복합전극은 A전극에 비해 각각 $6\%,\;14\%$증가하였으며, 또한 평균 방전 전하량도 각각 $9\%,\;21\%$증가하여 복합전극의 전하량 특성이 매우 우수하였다. 100회 싸이클까지의 CDI효율은 싸이클이 진행되면서 $70\%$ 이상으로 안정하게 유지하였고, 100회 싸이클에서는 B 복합전극이 $72.3\%$, C 복합전극이 $74.0\%$로 A 전극$(63.1\%)$보다 $10\%$이상 우수한 CDI 효율을 나타내었다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소성가공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.390-393
• /
• 2008

In this research, we introduce a new process for the consolidation of different types of powders such as metal and ceramic powders by using a magnetic pulsed compaction (MPC). The successful consolidation of many kinds of powers including nanopowder by MPC has been presented. A wide range of experimental studies were carried out for characterizing mechanical properties and microstructure of the MPCed materials. It was found that effective properties of high strength and full density maintaining nanoscal microstructure were achieved. finally, optimization of the compaction parameters and sintering conditions could lead to the good consolidation of powders (metal, ceramic, nano-powder) with higher density, and even further enhanced mechanical properties.

• Advances in nano research
• /
• 제1권2호
• /
• pp.71-82
• /
• 2013

A simple chemical precipitation technique is reported for the synthesis of a hybrid nanostructure of single-wall carbon nanotubes (SWCNT) and titania ($TiO_2$) nanocrystals of average size 5 nm, which may be useful as a prominent photocatalytic material with improved functionality. The synthesized hybrid structure has been characterized by transmission electron microscopy (HRTEM), energy-dispersive X-ray analysis (EDAX), powder X-ray diffractometry (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. It is clearly revealed that nearly monodispersed titania nanocrystals (anatase phase) of average size 5 nm decorate the surfaces of SWCNT bundles. The UV-vis absorption study shows a blue shift of 16 nm in the absorbance peak position of the composite material compared to the unmodified SWCNTs. The photoluminescence study shows a violet-blue emission in the range of 325-500 nm with a peak emission at 400 nm. The low temperature electrical transport property of the synthesized nanomaterial has been studied between 77-300 K. The DC conductivity shows semiconductor-like characteristics with conductivity increasing sharply with temperature in the range of 175-300 K. Such nanocomposites may find wide applications as improved photocatalyst due to transfer of photo-ejected electrons from $TiO_2$ to SWCNT, thus reducing recombination, with the SWCNT scaffold providing a firm and better positioning of the catalytic material.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제34권7호
• /
• pp.1995-2000
• /
• 2013

Layered $Li_{1.2}(Fe_{0.16}Mn_{0.32}Ni_{0.32})O_2$ was prepared by the mixed hydroxide method at various temperatures. Xray diffraction (XRD) pattern shows that this material has a ${\alpha}-NaFeO_2$ layered structure with $R{\bar{3}}m$ space group and that cation mixing is reduced with increasing synthesis temperature. Scanning electron microscopy (SEM) reveals that nano-sized $Li_{1.2}(Fe_{0.16}Mn_{0.32}Ni_{0.32})O_2$ powder has uniform particle size distribution. X-ray absorption near edge structure (XANES) analysis is used to study the local electronic structure changes around the Mn, Fe, and Ni atoms in this material. The sample prepared at $700^{\circ}C$ delivers the highest discharge capacity of 207 $mAhg^{-1}$ between 2-4.5 V at 0.1 $mAcm^{-2}$ with good capacity retention of 80% after 20 cycles.

• 열처리공학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.17-23
• /
• 2015

Hydroxyapatite coatings were fabricated by a room temperature spray method on zirconia substrates and the influence of heat-treatment on their microstructure was also investigated. Phase composition of coated hydroxyapatite films was similar to the starting powder, but the grain size of hydroxyapatite particles was reduced to the size of nano-scale about 100 nm. Grain size, particle compactness, and adhesiveness to zirconia of hydroxyapatite coatings were increased with heat-treatment temperature, but some of cracks by heat-treatment above $1100^{\circ}C$ were initiated between hydroxyapatite coatings and zirconia substrate. Heat-treated hydroxyapatite layers show the dissolution in SBF solution for 5 days. Hydroxyapatite-coated specimen heat-treated at $1100^{\circ}C$ for 1 h has a good biocompatibility, which specimen induced the nanocrystalline hydroxyapatite precipitates on the coating surface by the immersion in SBF solution for 5 days.