• 한국분말재료학회지
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• 제24권6호
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• pp.437-443
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• 2017

SiC-based composite materials with light weight, high durability, and high-temperature stability have been actively studied for use in aerospace and defense applications. Moreover, environmental barrier coating (EBC) technologies using oxide-based ceramic materials have been studied to prevent chemical deterioration at a high temperature of $1300^{\circ}C$ or higher. In this study, an ytterbium silicate material, which has recently been actively studied as an environmental barrier coating because of its high-temperature chemical stability, is fabricated on a sintered SiC substrate. $Yb_2O_3$ and $SiO_2$ are used as the raw starting materials to form ytterbium disilicate ($Yb_2Si_2O_7$). Suspension plasma spraying is applied as the coating method. The effect of the mixing method on the particle size and distribution, which affect the coating formation behavior, is investigated using a scanning electron microscope (SEM), an energy dispersive spectrometer (EDS), and X-ray diffraction (XRD) analysis. It is found that the originally designed compounds are not effectively formed because of the refinement and vaporization of the raw material particles, i.e., $SiO_2$, and the formation of a porous coating structure. By changing the coating parameters such as the deposition distance, it is found that a denser coating structure can be formed at a closer deposition distance.

• 멤브레인
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• 제30권4호
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• pp.228-241
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• 2020

리튬 이온 전지의 양극과 음극 사이에 물리적인 층을 만들어주는 분리막은 분리막의 품질에 따라 리튬 이온 전지의 성능을 결정함에 따라 많은 관심을 받고 있다. 일반적으로 전기화학적 안정성과 적절한 역학적 강도를 갖고 있는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌으로 구성된 다공성 막이 리튬 이온 전지의 분리막으로 사용된다. 하지만 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 낮은 열 저항성과 젖음성으로 인해 리튬 이온 전지의 잠재력을 충분히 끌어내지 못한다. 녹는점 이상의 온도에 도달하게 되면 분리막의 구조가 변형되고 리튬 이온 전지는 단락된다. 분리막의 낮은 젖음성은 낮은 이온전도도와 부합하고, 이는 전지의 저항을 상승시킨다. 이러한 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 분리막의 단점을 극복하고자 이중 전기방사방법, 코팅 층 도포 방법, 코어 셸 구조 형성 방법, 제지법 등 여러 가지 방법들이 연구되었다. 언급된 방법들로 합성된 분리막들은 열 저항성과 젖음성이 크게 향상되었고 유연성과 인장 강도 같은 역학적 특성도 향상되었다. 본 리뷰 논문에는 각기 다른 방법으로 형성된 리튬이온 전지의 분리막에 대해서 다루고 있다.

• 멤브레인
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• 제31권1호
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• pp.16-34
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• 2021

물 공급은 늘어나는 담수 수요와 다르게 줄어들고 있다. 담수의 수요를 충당하기 위해서 나노여과법은 가장 효율적이고 경제적인 방법이라고 할 수 있다. 해수담수화를 위한 나노여과법의 일반적인 방법으로는 나노여과 멤브레인을 이용한 역삼투압 방식이다. 하지만 기존의 멤브레인들은 주요 특성인 안정성, 경제성, 그리고 살균 및 방오특성이 부족하다. 기존의 나노여과 멤브레인을 향상시키기 위해서 친수성과 방오성이 높은 흑연 산화물이 가장 향상성이 높으며 널리 연구되고 있는 재료이다. 멤브레인 변형은 다른 레이어에 적용될 수 있다. 얇은 막으로 이루어진 멤브레인은 다른 세 레이어로 구성되어 있다, 표면의 폴리아미드 레이어, 기공 레이어, 그리고 전체적인 구조를 구성하는 지원 직물이다. 정삼투압 토한 에너지 효율적인 해수담수화 방식이지만 효율이 생물 오염 때문에 떨어진다. 산화그래핀 결합은 향균 기능을 향상할 수 있으며 멤브레인 표면에 바이오필름 생성을 억제할 수 있다. 압력지연삼투는 해수에서 청정에너지를 발전시키는 최고의 방법 중 하나이다. 멤브레인의 생물 오염은 합성 폴리머 멤브레인의 합성 레이어에 산화 그래핀을 합성하여 줄일 수 있다. 나노여과 멤브레인을 개량하는 여러 연구가 각자의 장단점을 가지고 이루어지고 있다. 이 보고서는 나노여과 멤브레인의 개량, 성질, 그리고 성능에 대해 논의한다.

• 멤브레인
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• 제32권5호
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• pp.292-303
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• 2022

이산화탄소 배출이 없는 고분자 전해질 막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC)는 수송용, 발전용 시스템에 적용 가능한 친환경 에너지 변환장치이다. PEMFC의 주요 구성품 중 하나인 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 구동시간 동안의 높은 수소 이온 전도도와 물리화학적 안정성 갖춘 과불소화계 고분자(perfluorinated sulfonic acid, PFSA) 기반 PEM (PFSA-PEM)이 상용화 되어있다. 하지만 PFSA-PEM의 단점으로 지적되는 낮은 유리전이온도와 높은 기체 투과도의 보완이 요구되고 있다. 이에 본 총설에서는 PFSA-PEM의 성능 향상 및 단점 보완을 위해 1) PFSA의 측쇄부 길이를 조절함으로써 이온교환용량의 증가와 고분자의 결정성을 증가시켜 PFSA-PEM의 능력을 향상시킨 연구와 2) 유/무기 첨가제를 도입하여 수소 이온 전도도 및 물리적 안정성을 향상시키는 복합 막 연구 및 3) 다공성 지지체를 도입하여 PEM의 두께를 효과적으로 감소시켜 막 저항을 효과적으로 줄이고 내구성을 큰 폭으로 개선한 다공-충진막에 관한 연구를 소개하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.32-38
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• 2023

본 연구에서는 리튬 이온 배터리 용 음극활물질인 실리콘의 사이클 안정성 및 율속 특성을 개선하기 위해 도파민이 코팅된 실리콘/실리콘카바이드/카본(Si/SiC/C) 복합소재의 전기화학적 특성을 조사하였다. Stöber 법에 CTAB을 추가하여 CTAB/SiO₂를 합성한 후 열 흡수제로써 NaCl을 첨가한 마그네슘 열 환원법을 통해 Si/SiC 복합소재를 제조하였으며, 도파민의 중합반응을 통해 탄소코팅을 하여 Si/SiC/C 음극소재를 합성하였다. 제조된 Si/SiC/C 음극소재의 물리적 특성 분석을 위해 SEM, TEM, XRD와 BET를 사용하였으며, 1 M LiPF₆ (EC : DEC = 1 : 1 vol%) 전해액에서 리튬 이온 배터리의 사이클 안정성, 율속 특성, 순환전압전류 및 임피던스 테스트를 통해 전기화학적 특성을 조사하였다. 제조된 1-Si/SiC는 100사이클, 0.1 C에서 633 mAh/g의 방전용량을 나타냈으며, 도파민이 코팅된 1-Si/SiC/C는 877 mAh/g으로 사이클 안정성이 향상된 것을 확인할 수 있었다. 또한 5C에서 576 mAh/g의 높은 용량과 0.1 C/0.1 C 일 때 99.9%의 용량 회복 성능을 나타내었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제31권1호
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• pp.16-22
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• 2024

Composite-based piezoelectric devices are extensively studied to develop sustainable power supply and self-powered devices owing to their excellent mechanical durability and output performance. In this study, we design a lead-free piezoelectric nanocomposite utilizing (Ba_0.85 Ca_0.15)(Ti_0.9Zr_0.1)O₃ (BCTZ) nanomaterials for realizing highly flexible energy harvesters. To improve the output performance of the devices, we incorporate porous BCTZ nanowires (NWs) into the nanoparticle (NP)-based piezoelectric nanocomposite. BCTZ NPs and NWs are synthesized through the solid-state reaction and sol-gel-based electrospinning, respectively; subsequently, they are dispersed inside a polyimide matrix. The output performance of the energy harvesters is measured using an optimized measurement system during repetitive mechanical deformation by varying the composition of the NPs and NWs. A nanocomposite-based energy harvester with 4:1 weight ratio generates the maximum open-circuit voltage and short-circuit current of 0.83 V and 0.28 ㎂, respectively. In this study, self-powered devices are constructed with enhanced output performance by using piezoelectric energy harvesting for application in flexible and wearable devices.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권2호
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• pp.249-266
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• 2016

The interest of this article lies in the proposition of using bionic method to develop a new sound absorber and analyze the efficient of this absorber in a ski cabin. Inspired by the coupling absorption structure of the skin and feather of a typical silent flying bird - owl, a bionic coupling multi-layer structure model is developed, which is composed of a micro-silt plate, porous fibrous material and a flexible micro-perforated membrane backed with airspace. The finite element simulation method with ACTRAN is applied to calculate the acoustic performance of the multi-layer absorber, the vibration modal of the ski cabin and the sound pressure level (SPL) near the skier's ears before and after pasting the absorber at the flour carpet and seats in the cabin. As expected, the SPL near the ears was significantly reduced after adding sound-absorbing material. Among them, the model 2 and model 5 showed the best sound absorption efficiency and the SPL almost reduced 5 dB. Moreover, it was most effctive for the SPL reduction with full admittance configuration at both the carpet and the seats, and the carpet contribution seems to be predominant.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제10권1호
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• pp.72-81
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• 2007

This study mainly aims at suggesting plans applicable to the outdoor of environment-friendly communities in Korea by leveraging more natural conditions and materials when creating an outdoor biotop for an environment-friendly community and generating material types and development techniques enabling a natural circulation system. To this end, materials used in the outdoor of environment-friendly communities and traditional residential areas in Korea and biotop materials found in natural areas were examined. First, when the case examples of environment-friendly communities were reviewed, biotop spaces and materials that may function as habitats were hardly found. Materials used in biotop were mainly man-made structures made of artificial or processed materials, such as concrete, stones, bricks, woods and steels. Meanwhile, the outdoor space of traditional Korean villages had stone walls, soil walls, rock piles and composite piles, which composed of natural materials such as rocks, soil and plants, that naturally formed porous spaces along with the introduction of plants and provided habitats for a variety of insects. In natural areas, naturally created biotop spaces, such as rock piles, log piles, old tree deployment, branch piles, hay stacks and defoliated leaves, were found. Meanwhile, when spaces and materials available for biotop creation were reviewed to create an environment-friendly residential complex, they were divided into fences and hedges, green spaces between parks and residential buildings, ponds and waterscape spaces, zones separating pedestrian walks and roadways, breast walls and slope boundary, plant box and pergola. For each space, materials used for creating biotops and that were found in traditional Korean residential areas and natural areas were applied and suggested.

• 한국재료학회지
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• 제10권5호
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• pp.321-327
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• 2000

다공성 알루미나 소결체내부로 3Y-TZP 및 12Ce-TZP 전구체를 각각 액상침투시킴으로써 2종류의 $Al_2O_3/TZP$복합체를 제조하였다. 소량의 (~11.0 wt%) TZP의 첨가는 Al2O3소결체 ($1600^{\circ}C$, 2시간)의 강도 (19~59%)와 파괴인성(14~157%)을 증가시켰다. 3Y-TZP의 첨가는 복합체의 강도의 향상에 12Ce-TZP의 첨가는 인성의 향상에 보다 효과적이었다. 침투도니 TZP는 복합체의 내부보다 표면에 집중되었으며, 그 결과 이곳에서의 입성장에 빨랐고 $Al_2O_3$의입성장 억제효과도 상대적으로 뛰어났다. 입계 및 입내균열전파가 일어났으나 $Al_2O_3/12Ce-TZP$의 경우가 $Al_2O_3/3Y-TZP$에 비하여 입계파괴가 우세하였다

• Composites Research
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• 제18권1호
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• pp.55-66
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• 2005

페놀 컴포지트(이하 PC라 약칭)의 실용화에 대해서, 세계에서 가장 빠르게 실용화 한 $\lceil$영국의 경우$\rfloor$에 대해서 본보고서를 포함해서 합계 7편을 보고했다. 제1$\~$2편은 런던 지하철 화재사고 대책을 중심으로 세론과 행정 측의 민첩하고 신속한 대응이 시민에게 $\lceil$검은 연기와 유독가스의 화재사고$\rfloor$를 일어나지 않도록 하는 $\lceil$안전$\rfloor$을 보장한 이야기를 2회 보고했다. 제3$\~$4편은 선박$\cdot$주정, 해상 오일리그 등 역시 $\lceil$화재가 발생하면 도피하기 어려운 장소$\rfloor$에서의 실용화 상황, 제5편은 그 응용으로써 $\lceil$건설$\rfloor$ 특히 $\lceil$건축$\rfloor$ 용도에서의 실용화에 대해서 영국사회의 노력을 서술했다. 그리고 제 6편과 본편에서는 그 실용화 과정에서, 지금까지 겪은 시행착오의 기술적인 기초 데이터의 수집과 초기 실적과정에서의 어려웠던 이야기를 서술한다.