• 센서학회지
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• 제16권1호
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• pp.77-83
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• 2007

Nanoporous silica aerogels with various surface modifiers were prepared by ambient drying process. Tetraethylorthosilicate (TEOS) were used a raw material. Ambient drying process for various surface modifier was studied in the point of view of a crack-free monolith and thin films and low cost. Various kinds of surface modifiers like as hexamethyldisilazane (HMDSZ), trimethlychlorosilane (TMCS), methlytriethoxylsilane (MTES), and methlytrimethoxysilane (MTMS) were studied in order to enhance hydrophobicity for the silica aerogel. Surface modified aerogels were evaluated by FT-IR, TG, BET, SEM and wetting angle measurement. Homogeneous and crack-free aerogels were obtained by modifying the HMDSZ and the TMCS. However silica xerogel was obtained when modified with MTMS, MTES.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권4호
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• pp.15-20
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• 2022

에어로겔은 높은 기공률과 나노기공구조를 갖는 물질이다. 이러한 높은 기공률로 인해 기존의 소재에서 볼 수 없는 뛰어난 특성을 보유하고 있지만 낮은 기계적 강도로 인해 적용이 제한되어왔다. 따라서 이러한 에어로겔의 기계적 강도의 향상을 위해 본 연구에서는 폴리우레아 가교결합을 도입하고 폴리우레아 고분자 형성에 필수적인 아민기를 갖는 전구체를 선택하여 폴리우레아가 가교결합된 에어로겔 복합체를 합성하였다. 또한, aminosilane에 존재하는 아민기의 수에 따라 폴리우레아의 가교결합을 조절하였고 다양한 분석을 통해 에어로겔이 나노기공구조를 유지하며 mesopore를 갖는다는 것을 확인하였다. 이렇게 형성된 에어로겔은 약 2배의 기계적 강도 향상을 나타내었고 Ethylene diamine의 도입을 통해 실리카 에어로겔 표면에 1차원의 고분자가 성장하는 것을 field emission scanning electron microscope 분석을 통해 확인하였다. 이렇게 형성된 1차원의 고분자는 기계적 특성을 향상시켜 약 2.66 MPa의 elastic modulus를 확보하는 결과를 도출하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권5호
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• pp.633-644
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• 2023

Taking a look at the previously published papers, it is revealed that there is a porosity index limitation (around 0.35) for the mechanical behavior analysis of the functionally graded porous (FGP) structures. Over mentioned magnitude of the porosity index, the elastic modulus falls below zero for some parts of the structure thickness. Therefore, the current paper is presented to analyze the vibrational behavior of the FGP Timoshenko beams (FGPTBs) using a novel refined formulation regardless of the porosity index magnitude. The silica aerogel foundation and various hydrothermal loadings are assumed as the source of external forces. To obtain the FGPTB's properties, the power law is hired, and employing Hamilton's principle in conjunction with Navier's solution method, the governing equations are extracted and solved. In the end, the impact of the various variables as different beam materials, elastic foundation parameters, and porosity index is captured and displayed. It is revealed that changing hygrothermal loading from non-linear toward uniform configuration results in non-dimensional frequency and stiffness pushing up. Also, Al - Al2O3 as the material composition of the beam and the porosity presence with the O pattern, provide more rigidity in comparison with using other materials and other types of porosity dispersion. The presented computational model in this paper hopes to help add more accuracy to the structures' analysis in high-tech industries.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권4호
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• pp.357-367
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• 1997

A fast process for producing pure silica glasses with the reproducibility of 100% by means of sintering of silica aerogels was optimized. The density of silica glasses synthesized by heat-treating upto 110$0^{\circ}C$ with the heating rate of 0.1$^{\circ}C$/min was 2.197 g/㎤. Synthetic silica glasses(5 mm thickness) exhibited the transmittance of 92% in the near IR range as well as they had the excellent mechanical properties such as flexural strength of 162 MPa and hardness of 778 kg/$\textrm{mm}^2$.

• 전기화학회지
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• 제7권1호
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• pp.38-43
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• 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.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권3호
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• pp.162-168
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• 2007

Silica wet gels were prepared ken water glass ($29\;wt%\;SiO_{2}$) by using Amberlite as a ion exchange resin. After washing in distilled water, the wet gels were further aged in a solution of TEOS/EtOH to strengthen of 3-dimensional network structure. As increase TEOS content in aging solution, BET surface area and porosity of the ambient dried silica aerogels were significantly decreased, and average pore diameter was also decreased 30 nm to -10 nm. Also, higher density and compressive strength were obtained in case of higher TEOS content. This is due to precipitation of $SiO_{2}$ nano particles by TEOS. Hence, TEOS addition plays an important role of both strengthening and stiffness of silica wet gel network. By adding over 30 vol% TEOS, a crack-free monolithic silica aerogel tiles were obtained and its density, compressive strength, and thermal conductivity were shown $0.232g/cm^{3}$, 7.3 MPa, and 0.029 W/mk, respectivly.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.135-141
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• 2020

실리카-벤젠 에어로겔은 균일하고 정렬된 네트워크 기공 구조, 개선된 기계적 특성을 갖도록 합성되었다. 실리카 에어로겔의 기계적 특성을 향상시키기 위해 유기물을 첨가하는 것이 일반적인 방법이지만, 기공 특성이 유-무기 상분리 현상으로 인해 감소한다. 본 연구에서는 실리카 기반 에어로겔의 기공 특성을 유지하면서 동시에 기계적 물성을 높이기 위해 간단하고 저렴한 방법을 사용하였다. 기공 및 기계적 특성에 대한 하이드록실 결합수의 영향을 연구하기 위해 두 가지 유형의 벤젠 브리지 전구체를 사용하였다. 다공성 실리카 에어로겔은 간단하고 비용-효율적이며 무공해인 졸-겔방법으로 제조되었다. 최종적으로 제조된 실리카-벤젠 에어로겔은 추가적인 silylating reagents없이 우수한 기공 특성, 높은 비 표면적(1,326 ㎡/g), 다공성 구조 및 소수성(>140°)을 가졌다. 일부 샘플(2T4)의 경우 기계적 강도는 순수 실리카 에어로겔의 5 배 이상을 보였다.

• 센서학회지
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• 제15권5호
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• pp.371-377
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• 2006

Nano porous, transparent silica aerogels monoliths were prepared under ambient drying (1 atm, $270^{\circ}C$) condition by the combination of sol-gel process and surface modification with subsequent heat treatment. Three kinds of solvent, n-hexane, n-heptane and xylene, were selected in the point view of low surface tension and vapor pressure in order to restrain a formation of cracks during drying. Crack-free silica aerogels with over 93 % of porosity and below $0.14g/cm^3$ of density were obtained by solvent exchange and surface modification under atmosphere condition. Optimum solvent was confirmed n-heptane among these solvents through estimation of FT-IR, TGA, BET and SEM. Modified silica aerogel exhibited a higher porosity and pore size compare to unmodified aerogels. Hydrophobicity was also controled by C-H and H-OH bonding state in the gel structure and heat treatment over $400^{\circ}C$ effects to the hydrophobicity due to oxidation of C-H radicals.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.143-148
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• 2018

물유리 기반 실리카 에어로겔은 실리카 알콕사이드 기반 실리카 에어로겔에 비해 단가가 싸지만 기공률 및 비표면적과 같은 기공 특성이 상대적으로 열악하여 수요가 감소되고 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 졸 상태에서 건조 제어 화학 첨가제(drying control chemical additive)인 아세토니트릴(acetonitrile)을 첨가하여 물성을 향상시키고자 하였다. 상압 건조 물유리 기반 실리카 에어로겔은 졸-겔 공정을 통해 제조되었으며, 졸 상태에서 물유리와 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2의 몰 비율로 아세토니트릴을 첨가하여 실험을 수행하였다. 최종 생성물의 물성은 퓨리에 분광기(Fourier transform infrared), 접촉각측정기(contact angle measurement), Brunauer-Emmett-Teller 및 Barrett-Joyner-Halenda 분석기와 전계방사형 주사전자현미경(field emission scanning electron microscopy)를 이용하여 분석하였다. 졸 상태에서 물유리와의 몰 비율이 0.15인 아세토니트릴을 첨가한 샘플의 경우, 높은 비표면적 ($577m^2/g$), 높은 기공 부피 (3.29 cc/g), 높은 기공률 (93%)을 보유하여 실리카 알콕사이드 기반 실리카 에어로겔과 유사한 기공구조를 나타낼 수 있음을 확인하였다.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2000년도 춘계총회,특별강연,심포지움,연구발표회
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• pp.128.1-128.1
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• 2000