압저항 효과(piezoresistive effect)는 가해진 외부 압력이나 힘에 의해 전기적 저항이 변하는 것을 말한다. 이러한 압저항 효과는 압력, 진동, 가속 등을 탐지하는 센서에 많이 이용되고 있다. 압저항 효과를 갖는 재료가 많지만 그 중에서도 특히, 전도성 충전제를 첨가한 고무 복합체는 충전제의 종류, 입자 크기, 입자 모양, 입자 종횡비(aspect ratio), 그리고 입자의 양 등을 조절하여 다양한 압력 범위에서의 압저항 효과를 발현할 수 있고, 고무를 기질로 사용함으로써 복합체에 탄성과 유연성을 줄 수 있기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 압저항 효과의 기본원리 및 다양한 고무 복합체의 압저항 효과에 대해 알아본다.
This paper describes the physical properties of filled Nylon6 composites resin with nano-sized carbon black particle and graphite nanofibers prepared by melt extrusion method. In improving adhesions between resin and fillers, the surface of the carbon filler materials were chemically modified by thermo-oxidative treatments and followed by treatments of silane coupling agent. Crystallization temperature and rate of crystallization increased with increases in filler concentration which would act as nuclei for crystallization. The silane treatments on the filler materials showed effect of reduction in crystallization temperature, possibly from enhancement in wetting property of the surface of the filler materials. Percolation transition phenomenon at which the volume resistivity was sharply decreased was observed above 9 wt% of carbon black and above 6 wt% of graphite nanofiber. The graphite nanofibers contributed to more effectively in an increase in electrical conductivity than carbon black did, on the other hand, the silane coupling agent negatively affected to the electrical conductivity due to the insulating property of the silane. Positive temperature coefficient (PTC) phenomenon, was observed as usual in other composites, that is, temperature increase results conductivity increase. The dispersity of the fillers were excellently approached by melt extrusion of co-rotational twin screw type and it could be illustrated by X-ray diffraction and SEM.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제12권4호
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pp.160-163
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2011
Polymer nanocomposite has been attracting more attention as a new insulation material because homogeneous dispersion of nano-sized inorganic fillers can improve various properties significantly. In this paper, various kinds of epoxy-based nanocomposites were made, and the AC breakdown strengths of Nano filler and micro-$SiO_2$ filler mixtures of epoxy-based composites were analyzed using sphere-to-sphere electrodes. Moreover, nano- and microfiller combinations were investigated as an approach to practical application of nanocomposite insulation materials. Its composition ratio was 100 (resin):82 (hardener):1.5 (accelerator). AC breakdown tests were performed at room temperature ($25^{\circ}C$), $80^{\circ}C$, and $100^{\circ}C$ in the vicinity of $T_g$ ($90^{\circ}C$). Thermal conductivity was measured using TC-30.
Advancements in the technology of building materials has led to diverse applications of nanomaterials with the aim to monitor concrete structures. While there are myriad instances of the use of nanoparticles in building materials, the production of smart nano cement-composites is often expensive. Thereupon, this research aims to discover a sustainable nanomaterial from tyre waste using the pyrolysis process as part of the green manufacturing circle. Here, Nano Structure Tyre-Char (NSTC) is introduced as a zero-dimension carbon-based nanoparticle. The NSTC particles were characterized using various standard characterization techniques. Several salient results for the NSTC particles were obtained using microscopic and spectroscopic techniques. The size of the particles as well as that of the agglomerates were reduced significantly using the milling process and the results were validated through a scanning electron microscope. The crystallite size and crystallinity were found to be ~35nm and 10.42%, respectively. The direct bandgap value of 5.93eV and good optical conductivity at 786 nm were obtained from the ultra violet visible spectroscopy measurements. The thermal analysis reveals the presence of a substantial amount of carbon, the rate of maximum weight loss, and the two stages of phase transformation. The FT-Raman confirms the presence of carboxyl groups and a ID/IG ratio of 0.83. Water contact angle around 140° on the surface implies the highly hydrophobic nature of the material and its low surface energy. This characteristic process assists to obtain a sustainable nanomaterial from waste tyres, contributing to the development of a smart building material.
In this work the novel potential epoxy resins, were synthesized and acrylated. Their structures were confirmed by means of FTIR, $^1H NMR, and^{13}/C NMR$ spectroscopies. Also, we were to note the effect of W curing on functional group changes of VE/UP blend system after UV curing.
Geopolymers have many advantages over Portland cement, including energy efficiency, reduced greenhouse gas emissions, high strength at early age and improved thermal resistance. Alkali activated geopolymers made from waste materials such as fly ash or blast furnace slag are particularly advantageous because of their environmental sustainability and low cost. However, their durability and functionality remain subjects for further study. Geopolymer materials can be used in various applications such as fire and heat resistant fiber composites, sealants, concretes, ceramics, etc., depending on the chemical composition of the source materials and the activators. In this study, we investigated the thermal properties and microstructure of fly ash and blast furnace slag based geopolymers in order to develop eco-friendly construction materials with excellent energy efficiency, sound insulation properties and good heat resistance. With different curing times, specimens of various compositions were investigated in terms of compressive strength, X-ray diffraction, thermal property and microstructure. In addition, we investigated changes in X-ray diffraction and microstructure for geopolymers exposed to $1,000^{\circ}C$ heat.
최근 들어, 자연의 기능성 표면을 모사하여 공학적으로 이용하려는 연구가 전세계적으로 급격히 증가하고 있다. 자연계에 존재하는 표면의 여러 기능을 우리 생활에 응용할 수 있다면, 현재 인류가 직면하고 있는 환경오염, 에너지고갈, 물/식량 부족 등의 문제들을 해결하는데 큰 도움이 될 뿐만 아니라, 우리가 일상생활에 사용하는 많은 제품들의 표면 기능을 고도화시킬 수 있기 때문이다. 이 글에서는 다양한 기능을 가진 자연의 표면 중 마이크로/나노구조물을 이용하여 초발수 특성을 갖는 표면에 대하여 살펴보고 초발수 표면의 이론적인 배경 및 초발수 표면을 구현하기 위한 여러 연구들에 대하여 소개하고자 한다.
Kim, Min Gyeom;Han, Jeong-Heum;Lee, Young-Hwan;Son, Jong-Tae;Hong, Tae Whan
대한금속재료학회지
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제56권11호
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pp.829-834
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2018
Although magnesium-based alloys are attractive materials for hydrogen storage applications, their activation properties, hydrogenation/dehydrogenation kinetics, thermodynamic equilibrium parameters, and degradation characteristics must be improved for practical applications. Further, magnesium poses several risks, including explosion hazard, environmental pollution, insufficient formability, and industrial damage. To overcome these problems, CaO-added Mg alloys, also called Eco-Mg (environment-conscious Mg) alloys, have been developed. In this study, $Eco-MgH_x$ composites were fabricated from Mg-CaO chips by hydrogen-induced mechanical alloying in a high-pressure atmosphere. The balls-to-chips mass ratio (BCR) was varied between a low and high value. The particles obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), and the absorbed hydrogen was quantified by thermogravimetric analysis. The XRD results revealed that the $MgH_2$ peaks broadened for the high BCR. Further, PSA results revealed particles size were decreased from $52{\mu}m$ to $15{\mu}m$.
The rapid prototyping (RP) technology has been advanced for various applications such as verification of design, functional test. However, many RP machines still have low accuracy and limitation of applications for various materials. In this research, a hybrid RP system was developed to improve precision of micro parts. This hybrid system consists of deposition and material removal process by mechanical micro machining to fabricate nano composites using photo-curable polymer resin with various nano particles. In this work, using hybrid RP process with Multi-Walled Carbon Nano Tube (MWCNT) and hydroxyapatite, micro parts were fabricated. The precision of parts was evaluated based on the original CAD design, and to see the effect of nano particles on mechanical properties, tensile strength was measured. From the results of experiments, it was confirmed that the part made by hybrid process had higher precision, and the addition of nano particles improved mechanical properties.
The current research deals with, stability/instability and cylindrical composite nano-scaled shell's resonance frequency filled by graphene nanoplatelets (GPLs) under various thermal conditions (linear and nonlinear thermal loadings). The piece-wise GPL-reinforced composites' material properties change through the orientation of cylindrical nano-sized shell's thickness as the temperature changes. Moreover, in order to model all layers' efficient material properties, nanomechanical model of Halpin-Tsai has been applied. A functionally modified couple stress model (FMCS) has been employed to simulate GPLRC nano-sized shell's size dependency. It is firstly investigated that reaching the relative frequency's percentage to 30% would lead to thermal buckling. The current study's originality is in considering the multifarious influences of GPLRC and thermal loading along with FMCS on GPLRC nano-scaled shell's resonance frequencies, relative frequency, dynamic deflection, and thermal buckling. Furthermore, Hamilton's principle is applied to achieve boundary conditions (BCs) and governing motion equations, while the mentioned equations are solved using an analytical approach. The outcomes reveal that a range of distributions in temperature and other mechanical and configurational characteristics have an essential contribution in GPLRC cylindrical nano-scaled shell's relative frequency change, resonance frequency, stability/instability, and dynamic deflection. The current study's outcomes are practical assumptions for materials science designing, nano-mechanical, and micromechanical systems such as micro-sized sensors and actuators.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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