• Steel and Composite Structures
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• 제37권1호
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• pp.99-115
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• 2020

This article deals with the dynamic analysis in pad concrete foundation containing Silica nanoparticles (SiO₂) subject to seismic load. In order to control the foundation smartly, a piezoelectric layer covered the foundation. The weight of the building by a column on the foundation is assumed with an external force in the middle of the structure. The foundation is located in soil medium which is modeled by spring elements. The Mori-Tanaka law is utilized for calculating the equivalent mechanical characteristics of the concrete foundation. The Kevin-Voigt model is adopted to take into account the structural damping. The concrete structure is modeled by a thick plate and the governing equations are deduced using Hamilton's principle under the assumption of higher-order shear deformation theory (HSDT). The differential quadrature method (DQM) and the Newmark method are applied to obtain the seismic response. The effects of the applied voltage to the smart layer, agglomeration and volume percent of SiO₂ nanoparticles, damping of the structure, geometrical parameters and soil medium of the structure are assessed on the dynamic response. It has been demonstrated by the numerical results that by applying a negative voltage, the dynamic deflection is reduced significantly. Moreover, silica nanoparticles reduce the dynamic deflection of the concrete foundation.

• 한국분말재료학회지
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• 제25권1호
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• pp.12-18
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• 2018

Cost-effective functional phosphor nanoparticles are prepared by introducing low-cost $SiO_2$ spheres to rare-earth phosphor ($YVO_4:Eu^{3+}$, $YVO_4:Er^{3+}$, and $YVO_4:Nd^{3+}$) shells using a sol-gel synthetic method. These functional nanoparticles are characterized by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy, and general photoluminescence spectra. The $SiO_2$ sphere occupying the interior of the conventional phosphor is advantageous in significantly reducing the cost of expensive rare-earth phosphor nanoparticles. The sol-gel process facilitates the core-shell structure formation; the rare-earth shell phosphor has strong interactions with chelating agents on the surfaces of $SiO_2$ nanoparticles and thus forms layers of several nanometers in thickness. The photoluminescence wavelength is simply tuned by replacing the active materials of $Eu^{3+}$, $Er^{3+}$, and $Nd^{3+}$. Moreover, the photoluminescent properties of the core-shell nanoparticles can be optimized by manipulating the specific contents of active materials in the phosphors. Our simple approach substitutes low-cost $SiO_2$ for expensive rare-earth-based phosphor materials to realize cost-effective phosphor nanoparticles for various applications.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권4호
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• pp.39-42
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• 2011

복합전기도금은 도금 중 반응성이 없는 물질을 첨가하여 도금층 내부에 함께 존재하도록 함으로써 이루어진다. 퍼멀로이는 철과 니켈의 합금을 말하는 것으로써 마모 특성과 내부식성이 우수하고 복합도금을 함으로써 도금층의 잔류응력 완화와 경도증가, 높은 투자율를 나타내기 때문에 산업 여러 분야에 응용된다. 복합도금을 통해 제품의 미세경도를 향상시킬 수 있으며 이는 제품의 수명과 연관된다. 하지만 실리카 나노분말 표면의 수산화기는 표면을 수분에 취약하게 만들고 이는 나노분말의 응집을 발생시켜 균일한 도금층의 형성을 어렵게 하는 요인이 된다. 본 연구에서는 실리카 나노분말의 zeta potential의 측정과 실리카 나노분말의 응집을 줄이기 위하여 전류밀도의 변화, 첨가제의 변화를 살펴보았다. 표면은 전류밀도 20 $mA/cm^2$에서 가장 효과적이었으며 이 때 실리카의 함량은 $50^{\circ}C$에서 9%로 확인되었다. 첨가제에 따라 표면 형상과 공석되는 실리카 나노입자의 함량 차이가 나타났다. 염기성 도금용액에서 sodium lauryl sulfate를 사용하였을 경우 표면이 매끄럽고 공석되는 실리카 나노분말의 양도 높았다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권2호
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• pp.207-217
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• 2015

The influence of powdered and colloidal nano-silica (NS) on the mechanical properties of cement mortar has been investigated. Powdered-NS (~40 nm) was synthesized by employing the sol-gel method and compared with commercially available colloidal NS (~20 nm). SEM and XRD studies revealed that the powdered-NS is non-agglomerated and amorphous, while colloidal-NS is agglomerated in nature. Further, these nanoparticles were incorporated into cement mortar for evaluating compressive strength, gel/space ratio, portlandite quantification, C-S-H quantification and chloride diffusion. Approximately, 27 and 37 % enhancement in compressive strength was observed using colloidal and powdered-NS, respectively, whereas the same was up to 19 % only when silica fume was used. Gel/space ratio was also determined on the basis of degree of hydration of cement mortar and it increases linearly with the compressive strength. Furthermore, DTG results revealed that lime consumption capacity of powdered-NS is significantly higher than colloidal-NS, which results in the formation of additional calcium-silicate-hydrate (C-S-H). Chloride penetration studies revealed that the powdered-NS significantly reduces the ingress of chloride ion as the microstructure is considerably improved by incorporating into cement mortar.

• 한국재료학회지
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• 제29권7호
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• pp.425-431
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• 2019

Generally, ceramic tiles for building construction are manufactured by dry forming process using granular powders prepared by spray drying process after mixing and grinding of mineral raw materials. In recent years, as the demand for large ceramic tiles with natural texture has increased, the development of granule powders with high packing ratio and excellent flowability has become more important. In this study, ceramic tile granule powders are coated with hydrophobically treated silica nanoparticles. The effects of hydrophobic silica coating on the flowability of granule powders and the strength of the green body are investigated in detail. Silica nanoparticles are hydrophobically treated with GPTMS(3-glycidoxypropyl trimethoxy silane), which is an epoxy-based silane coupling agent. As the coating concentration increases, the angle of repose and the compressibility decrease. The tap density and flowability index increase after silica coating treatment. These results indicate that hydrophobic treatment can improve the flowability of the granular powder, and prevent cracking of green body at high pressure molding.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권2호
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• pp.173-182
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• 2018

원자력 시설 내 방사능을 포함하는 물질의 제염을 위한 방법 중 거품제염은 2차폐기기물의 양을 저감시킬 수 있는 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 거품안정성을 증가시킬 수 있는 실리카 나노입자를 여러가지 조건을 달리하여 합성하였다. Cetyltrimethylammonium bromide(CTAB)는 거품제염제의 거품안정성에 많은 영향을 나타내었다. 이러한 거품안정성이 향상된 이유는 제염제 내에 공기와 용액간의 계면에서 실리카 나노입자와 계면활성제의 반응으로 생각된다. 또한, CTAB는 실리카나노입자의 분리특성에서도 우수한 성능을 나타냈었다. 실리카 나노입자 분리시, CTAB의 탄화수소기에 의한 소수성과 전하중성화에 의해서 실리카 나노입자의 응집현상을 향상시켰다.

• Computers and Concrete
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• 제19권3호
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• pp.333-338
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• 2017

In this paper, nonlinear vibration of embedded nanocomposite concrete is investigated based on Timoshenko beam model. The beam is reinforced by with agglomerated silicon dioxide (SiO2) nanoparticles. Mori-Tanaka model is used for considering agglomeration effects and calculating the equivalent characteristics of the structure. The surrounding foundation is simulated with Pasternak medium. Energy method and Hamilton's principal are used for deriving the motion equations. Differential quadrature method (DQM) is applied in order to obtain the frequency of structure. The effects of different parameters such as volume percent of SiO2 nanoparticles, nanoparticles agglomeration, elastic medium, boundary conditions and geometrical parameters of beam are shown on the frequency of system. Numerical results indicate that with increasing the SiO2 nanoparticles, the frequency of structure increases. In addition, considering agglomeration effects leads to decrease in frequency of system.

• 폴리머
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• 제36권6호
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• pp.727-732
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• 2012

양이온성 및 음이온성 계면활성제로 합성된 poly(butyl acrylate)(PBA), polystyrene(PS) 에멀젼을 다양한 농도로 혼합하여 높은 수율의 압력가소성 고분자 블렌드로 제조하였다. 이들 입자간의 heterocoagulation은 각 에멀젼의 농도에 크게 의존하였지만, 일정한 비율의 음이온과 양이온 사이에서만 진행되었고, 사용된 고분자의 양에 상관없이, 거의 균일한 조성의 블렌드가 얻어졌다. 비슷한 방법을 이용하여 음이온성 PBA와 양이온성 PS 나노입자에 음이온성 실리카 나노입자를 정전기적으로 첨가함으로써 정량적인 PBA/PS/Si 블렌드를 제조하였다. PBA/PS/Si 블렌드는 $25^{\circ}C$, 13.8MPa, 10분의 조건에서 압축성형으로 가공되었으며, 2 혹은 5 wt%의 실리카가 첨가된 시편의 경우, 반투명의 필름형상으로 성형되어 3.0 MPa의 인장강도와 25MPa의 탄성계수를 얻을 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제24권4호
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• pp.301-310
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• 2014

본 연구에서는 제조된 유무기 나노복합막의 치수안정성, 수소이온 전도능력 및 전기화학성능을 향상시키기 위하여 실리카 나노입자를 선정하였다. 이를 위하여, 소수성 실리카(Aerosil$^{(R)}$ 812, Degussa)와 친수성 실리카(Aerosil$^{(R)}$ 380, Degussa)를 각각 술폰화 폴리아릴렌 에테르 술폰(SPAES) 고분자 매트릭스에 도입하였다. 이들 실리카 입자들은 비이온성 분산제인(Pluronics$^{(R)}$ L64)을 사용함으로써 SPAES 매트릭스에 고르게 분산시킬 수 있었다. 실리카 함량은 최종 제조된 고분자의 미세 구조 및 특성에 중요한 영향을 미치게 된다. 따라서, 본 연구에서는 과량의 실리카가 도입된 나노 복합막의 특성을 연구하기 위하여, 실리카의 함량을 5 wt%까지 증가시켰다. 이를 통하여 소수성 실리카가 포함된 나노복합막이 실리카가 도입되지 않은 SPAES막에 비하여, 더 낮은 수소이온 전도도에도 불구하고, 29% 더 높은 전기화학 성능을 나타내는 것을 관찰하였으며, 이는 같은 소수성을 가지고 있는 촉매층과의 접합성 향상에 따른 것으로 나타났다. 이외의 나머지 복합막들 또한 실리카가 도입되지 않은 SPAES막에 비하여 높은 성능을 나타냈다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.356-368
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• 2008

본 연구에서는 계면활성제, 오일, 암모니아 수용액으로 이루어진 시스템에 보조계면활성제 첨가가 단일상의 마이크로에멀젼을 이용한 실리카 나노입자 제조에 미치는 영향에 관하여 살펴보았다. 동일한 연속상의 오일을 사용한 경우, 단일상의 W/O 마이크로에멀젼 영역은 계면활성제와 연속상 오일의 상호작용에 의하여 결정되었다. 예를 들어 연속상 오일로 cyclohexane을 사용한 경우에는 실험에 사용한 NP(nonylphenol ethoxylate) 계면활성제 중에서 NP-5가 가장 넓은 W/O 마이크로에멀젼 영역을 나타냈으며, NP-4가 가장 좁은 W/O 마이크로에멀젼 영역을 나타내었다. NP 계면활성제 시스템에 n-propanol을 보조계면활성제로 첨가한 경우, 단일상의 영역은 연속상 오일의 종류에 따라 증가 또는 감소하였다. 예를 들어, cyclohexane과 isooctane 시스템에서는 n-propanol 첨가에 따라 단일상의 마이크로에멀젼 영역은 감소하나 n-heptane 시스템의 경우에는 증가하였다. 실리카 나노입자 실험을 수행한 결과에 의하면 NP 계면활성제 시스템의 경우 보조계면활성제를 첨가함에 따라 한 상의 영역에서의 제조와 관계없이 많은 수의 불균일한 입자가 생성되었다. LA-5 계면활성제와 n-heptane 시스템에서의 n-propanol 첨가는 입자의 크기는 감소하며, 개수는 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 n-propanol 첨가량이 증가함에 따라 계면활성제의 소수 결합이 증가하여 마이크로에멀젼 사이의 상호 물질 교환이 잘 일어나지 않기 때문으로 생각된다.