• 대한기계학회논문집A
• /
• 제31권2호
• /
• pp.237-244
• /
• 2007

In order to obtain mechanical properties of CNT/Polymer nano-composites, molecular dynamics simulation is performed. Overall system was modeled as a flexible unit cell in which carbon nanotubes are embedded into a polyethylene matrix for N $\sigma$ T ensemble simulation. COMPASS force field was chosen to describe inter and intra molecular potential and bulk effect was achieved via periodic boundary conditions. In CNT-polymer interface, only Lennard-Jones non-bond potential was considered. Using Parrinello-Rahman fluctuation method, mechanical properties of orthotropic nano-composites under various temperatures were successfully obtained. Also, we investigated thermal behavior of the short CNT reinforced nanocomposites system with predicting glass transition temperature.

• 폴리머
• /
• 제35권6호
• /
• pp.548-552
• /
• 2011

본 연구에서는 기능화된 다중벽탄소나노튜브를 준비하기 위해서 두 가지 기능화 방법인 산처리와 화학적 아미드화 방법이 수행되었다. 그리고 에폭시/기능화된 다중벽탄소나노튜브 복합재료의 특성이 연구되고 비교되었다. 기능화 방법에 따른 다중벽탄소나노튜브의 표면 관능기를 확인하기 위해 푸리에 변환 적외선 분광기(FTIR)를 사용하였다. 계면 및 열전도도에 미치는 다중벽탄소나노튜브 기능화의 효과는 제타전위차 분석기, 전자주사현미경 그리고 열전도도 분석기에 의해서 연구되었다. 이러한 결과들로 에폭시/기능화된 다중벽탄소나노튜브 복합재료의 열전도도는 dodecylamine과의 그래프팅을 통해 증가될 수 있다는 것을 알 수 있었다. 이것은 DGEBF 에폭시 수지 내에서 dodecylamine과 그래프팅한 다중벽탄소나노튜브의 상대적으로 강한 분산력에 의한 것으로 설명될 수 있었다. 이러한 결과들은 그래프팅한 다중벽탄소나노튜브의 제타전위차 값이 산처리한 다중벽탄소나노튜브의 값보다 더 높은 음의 값을 가지는 결과와 일치하였다.

• Composites Research
• /
• 제34권5호
• /
• pp.290-295
• /
• 2021

지구 온난화 억제를 위한 전 세계적인 연비규제에 발맞춘 해결책으로 자동차에 경량구조복합재료를 적용하는 것이 메가트렌드로 인식되고 있다. 본 연구에서는 수리, 폐기 및 재활용 측면에서 유리한 열가소성 탄소섬유강화플라스틱의 적용을 극대화하기 위해 전도특성이 요구되는 부품 대체 이슈에 대응할 수 있는 기술적 접근을 제공하는 것을 목표로 수행되었다. 저점도 중합 가능한 기지재의 특성을 활용하여 전도성 필러를 파우더 믹싱 방법으로 균일하게 혼입하면서도 우수한 함침 특성을 나타내는 열가소성 탄소섬유강화플라스틱 제조방법에 기초하여 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 나노플레이틀렛, 흑연, 피치계 탄소섬유 등 다양한 탄소기반 전도성 필러를 최대 함량까지 혼입하여 전기저항 및 열전도도를 비교하여 고찰하였다. 전도성 탄소 필러의 종류나 형태보다는 최대 혼입량이 시편의 전도 특성을 제어하기 위해 가장 중요한 인자임을 확인하였고, 전기전도 특성을 향상시키기 위해서는 1차원 형태의 전도성 탄소필러를 적용하는 것이 유리할 수 있는 반면 열전도 특성을 향상시키기 위해서는 2차원 형태의 전도성 탄소필러를 적용하는 것이 유리 할 수 있다는 실험 결과를 확인하였다. 본 연구의 결과들은 열가소성 탄소섬유강화플라스틱의 전도 특성을 제어하기 위한 최적 구조 설계에 잠재적인 통찰력을 제공할 수 있다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제14권4호
• /
• pp.335-347
• /
• 2013

In this paper, the nonlinear cylindrical bending behavior of functionally graded nanocomposite plates reinforced by single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) is studied using an efficient and simple refined theory. This theory is based on assumption that the in-plane and transverse displacements consist of bending and shear components in which the bending components do not contribute toward shear forces and, likewise, the shear components do not contribute toward bending moments. The material properties of SWCNTs are assumed to be temperature-dependent and are obtained from molecular dynamics simulations. The material properties of functionally graded carbon nanotube-reinforced composites (FG-CNTCRs) are assumed to be graded in the thickness direction, and are estimated through a micromechanical model. The fundamental equations for functionally graded nanocomposite plates are obtained using the Von-Karman theory for large deflections and the solution is obtained by minimization of the total potential energy. The numerical illustrations concern the nonlinear bending response of FG-CNTRC plates under different sets of thermal environmental conditions, from which results for uniformly distributed CNTRC plates are obtained as comparators.

• Carbon letters
• /
• 제10권4호
• /
• pp.314-319
• /
• 2009

The surface treatment effects of reinforcement filler were investigated based on the dynamic mechanical properties of mutiwalled carbon nanotubes (MWCNTs)/epoxy composites. The as-received MWCNTs(R-MWCNTs) were chemically modified by direct oxyfluorination method to improve the dispersibility and adhesiveness with epoxy resins in composite system. In order to investigate the induced functional groups on MWCNTs during oxyfluorination, X-ray photoelectron spectroscopy was used. The thermo-mechanical property of MWCNTs/epoxy composite was also measured based on effects of oxyfluorination treatment of MWCNTs. The storage modulus of MWCNTs/epoxy composite was enhanced about 1.27 times through oxyfluorination of MWCNTs fillers at $25^{\circ}C$. The storage modulus of oxyfluorinated MWCNTs (OF73-MWCNTs) reinforced epoxy composite was much higher than that of R-MWCNTs/epoxy composite. It revealed that oxygen content led to the efficient carbon-fluorine covalent bonding during oxyfluorination. These functional groups on surface modified MWCNTs induced by oxyfluorination strikingly made an important role for the reinforced epoxy composite.

• Composites Research
• /
• 제30권3호
• /
• pp.215-222
• /
• 2017

에폭시 수지의 열적 특성과 접합 특성에 대해 다중벽 탄소 나노 튜브 (MWCNT)의 효과가 이중 중첩 전단시험에 의해 연구되었다. Epoxy/MWCNT 복합 수지는 에폭시 수지(araldite 2011)에 다양한 질량 분율로 MWCNT를 분산하여 제조되었다. MWCNT의 효과를 확인하기 위해 접합강도 시험이 열특성 변형 만능재료시험기에 의해 진행되었고 충격강도 시험이 ASTM D256에 따라 진행되었다. 금속 판재와 탄소섬유강화복합재료가 실험 재료로써 사용되었으며, 열적 안정성 분석은 열 중량 분석기와 시차 주사 열량기에 의해 진행되었다. 또한 접합강도 시험 후 시편의 형태학적 특성은 주사전자현미경에 의해 관찰되었고 파괴거동을 알아보기 위하여 광학현미경을 사용하였다. 에폭시 수지와 비교하였을 때 epoxy/MWCNT 복합 수지가 물리적 특성이 향상되는 것을 나타내었다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제44권1호
• /
• pp.22-33
• /
• 2009

최근에 나노충전제를 낮은 부피 분율로 보강한 엘라스토머-나노복합체는 흥미 있는 물성 때문에 관심을 크게 불러 일으켰다. 특히 층화 규산염 클레이(clay), 카본 나노튜브(carbon nanotube), 나노섬유, 탄산칼슘, 금속 산화물 또는 실리카 나노입자 등과 같은 나노충전제를 탄성체에 혼입하면 기계적 물성, 내열성, 동적 기계적 물성, 화염지연성, 차단성 등이 크게 향상된다. 나노복합체의 물성은 크게 고분자 기질, 나노충전제의 성질과 이들의 혼입 방법에 좌우한다. 탄성체 기질 내에 나노충전제들의 균일한 분산은 원하는 물리적 특성과 기계적 특성을 얻기 위한 일반적 필수조건이다. 본 논문은 층화 규산염, 실리카(silica), 카본 나노튜브(carbon nanotube), 나노섬유와 여러 가지 다른 나노입자로 보강된 탄성체 나노복합체의 현재 개발 현황을 소개하였다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
• /
• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
• /
• pp.980-981
• /
• 2006

In this study, bottom-up type powder processing and top-down type SPD (severe plastic deformation) approaches were combined in order to achieve full density of Carbon nanotube (CNT)/metal matrix composites with superior mechanical properties by improved particle bonding and least grain growth, which were considered as a bottle neck of the bottom-up method using the conventional powder metallurgy of compaction and sintering. ECAP (equal channel angular pressing), the most promising method in SPD, was used for the CNT/Cu powder consolidation. The powder ECAP processing with 1, 2, 4 and 8 route C passes was conducted at room temperature.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.343-348
• /
• 2014

A powder-in-sheath rolling (PSR) process utilizing a copper alloy tube was applied to a fabrication of a multi-walled carbon nanotube (CNT) reinforced aluminum matrix composite. A copper tube with an outer diameter of 30 mm and a wall thickness of 2 mm was used as a sheath material. A mixture of pure aluminum powders and CNTs with the volume contents of 1, 3, 5 vol% was filled in the tube by tap filling and then processed to 93.3% height reduction by a rolling mill. The relative density of the CNT/Al composite fabricated by the PSR decreased slightly with increasing of CNTs content, but showed high value more than 98%. The average hardness of the 5%CNT/Al composite increased more than 3 times, compared to that of unreinforced pure Al powder compaction. The hardness of the CNT/Al composites was some higher than that of the composites fabricated by PSR using SUS304 tube. Therefore, it is concluded that the type of tube affects largely on the mechanical properties of the CNT/Al composites in the PSR process.

• Composites Research
• /
• 제25권3호
• /
• pp.76-81
• /
• 2012

대기압 플라즈마 처리를 통해 탄소나노튜브(CNT) 표면은 개질 되며 개질된 입자의 표면과 탄소섬유 강화 CNT 페놀 복합재료간에 계면접착력에 변화를 확인하였다. CNT 표면에 플라즈마 처리에 따라 표면 변화가 발생되고 표면 개질의 결과를 확인하기 위해 FT-IR을 사용하였다. 또한, 정적 접촉각 실험법을 통해 플라즈마 처리에 따른 CNT의 젖음성을 비교 평가하였다. 순수 CNT 입자의 접촉각은 $118^{\circ}$ 였으나, 플라즈마 처리를 할 경우 $60^{\circ}$도로 표면 개질을 통해 젖음성이 향상됨을 확인하였다. 탄소섬유와 CNT-페놀복합재료 간 계면접착력은 플라즈마 처리에 따라 겉보기 강성도가 증가되는 결과를 확인하였으며, 음향방출 실험법과 전기저항 측정법을 병행한 이중기지평가법을 통해 계면전단강도 (IFSS)를 계산하여 계면접착력 향상을 확인하였다.