• 제목/요약/키워드: nano-fiber

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PEEK/SiC와 PEEK/CF 복합재료의 열확산도에 대한 연구 (Thermal Diffusivity of PEEK/SiC and PEEK/CF Composites)

  • 김성룡;임승원;김대훈;이상협;박종만
    • 접착 및 계면
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    • 제9권3호
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    • pp.7-13
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    • 2008
  • 열전도도가 유사한 입자형 필러인 silicon carbide (SiC)와 섬유형 필러인 carbon fiber (CF)를 polyetheretherketone (PEEK) 고분자에 첨가하여 복합재료의 열확산도에 미치는 영향을 연구하였다. 전자현미경을 통해 얻은 단면사진으로부터 SiC와 CF가 PEEK 매트릭스 안에 균일하게 분산되어 있고 필러들이 부분적으로 서로 네트워크를 형성한 것을 관찰하였다. 레이저 섬광법을 이용하여 상온에서 $200^{\circ}C$까지 PEEK/SiC와 PEEK/CF 복합재료의 열확산도를 측정하였으며, 열확산도는 온도가 상승함에 따라 PEEK-필러와 필러-필러 계면에서의 포논산란 증가에 의하여 감소하였다. 필러함량이 증가함에 따라 복합재료의 열확산도가 증가하였으며, 2상계에 대하여 유도된 Maxwell 및 Nielson 예측식을 실험값과 비교함으로써 매트릭스 내의 필러 분포, 방향성, 종횡비 및 필러간의 상호작용 등을 유추할 수 있었다. Nielson 예측식은 PEEK/SiC 복합재료에 대하여 열전도도를 잘 예측하였다. 입자형 필러인 SiC에 비하여 섬유형 필러인 탄소섬유가 동일한 함량에서 열확산에 기여하는 필러 네트워크를 효과적으로 형성하여 높은 열확산도를 가지는 것으로 추정된다.

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하이브리드 복합재를 이용한 레이더 흡수 쉘의 제작 및 레이더 단면적 평가 (Fabrication of Radar Absorbing Shells Made of Hybrid Composites and Evaluation of Radar Cross Section)

  • 정우균;안성훈;안병철;박성배;원명식
    • Composites Research
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    • 제19권1호
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    • pp.29-35
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    • 2006
  • 첨단 전자무기체계의 지속적인 발전으로 인하여 현대전의 승패는 적 레이더 탐지의 회피에 크게 좌우된다고 할 수 있다. 반사되는 레이더의 탐지신호를 최소화시키기 위한 다양한 연구가 수행되어 왔는데, 본 연구에서는 뛰어난 기계적, 전자기적 물성으로 응용분야가 지속적으로 확대되고 있는 섬유강화 복합재료를 이용하여 레이더 전자파 흡수체(Radar absorbing structure, RAS)를 제작하고 레이더 단면적(Radar cross section, RCS)을 평가하였다 유리섬유 복합재에 뛰어난 유전적 특성을 지닌 나노 크기의 카본블랙(Carbon-black)을 첨가하여 흡수층을 구성하고, 반사특성이 탁월한 탄소섬유 복합재를 후면의 반사층으로 배치하여 "C" 및 "U" 형상의 하이브리드 복합재 RAS 겔을 제작하였다. RAS 쉘의 제작간 서로 다른 두 재료의 열적물성치 차이로 스프링 백이라 불리는 변형이 발생하였는데, 금형의 굽힘각도 제어를 통하여 효과적으로 보정할 수 있었다. 또한 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 스프링 백 보정 결과를 예측하고 실험결과와 비교하였다. 제작된 RAS쉘의 RCS는 근사적 계산기법인 물리광학법을 이용하여 예측하고 컴팩트 레인지(Compact range)를 이용하여 측정한 실힘결과와 비교하였다 두가지 형상의 RCS 모두 측정결과와 예측된 RCS 값이 일치하며 우수한 레이더 전자파 흡수 특성을 지닌 것을 확인하였다.

열수 연신시 흑연화 촉매 도입에 따른 탄소섬유의 흑연화 촉진효과 (Catalytic Effects on Graphitized Carbon Fibers of Graphitization Catalysts Introduced during Hot-Water Stretching)

  • 조현재;이혜린;김병석;정용식
    • Composites Research
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    • 제37권3호
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    • pp.162-169
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    • 2024
  • 본 논문에서는 습식 방사 공정을 통한 PAN(polyacrylonitrile)계 전구체 섬유의 형태학적 제어 및 2종의 흑연화 촉진제(Ca, Ni)가 도입된 PAN계 탄소섬유의 흑연화 거동을 조사하였다. 흑연화 촉진제는 습식방사된 PAN 계 전구체 섬유의 열수 연신시 형성된 기공으로 도입되었으며, 결정구조 및 라만 분석을 통해 흑연화 촉진효과를 검토하였다. 1500℃의 상대적으로 낮은 온도에서는 흑연화에 큰 영향을 주지 않은 반면에, 2400℃의 고온에 서는 흑연화 촉진제 미처리 섬유와 비교하여 ID/IG 비율이 최대 2배까지 감소하는(GF-AS 0.54: GF-Ni100 0.28) 경향을 나타냈다. 흑연화도(degree of graphitization)는 Ca 흑연화 촉진제와 비교하여 Ni 흑연화 촉진제가 더 큰 영향을 끼침을 ID/IG 비율을 비교하여(GF-Ca100 0.42: GF-Ni100 0.28) 확인할 수 있었다. 또한, 2D band의 존재로부터 흑연평면구조가 다층으로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 흑연결정의 결정면간거리(d002)에 대한 흑연화 촉진제 효과는 미비하였으나, 특히 Ca 흑연화 촉진제 처리된 흑연섬유(GF-Ca100)의 경우 최대 ~5 nm 결정 크기가 증가함이 확인되었다.

원주.횡성 지역의 식물상 (Flora of Wonju-Hoengseong Area)

  • 고성철;손동찬;김현종;황희숙;신영화
    • 한국자원식물학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.365-380
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    • 2009
  • 강원도 서남부에 위치하고 있는 원주시와 횡성군에 소재하고 있는 치악산(1,288 m), 태기산(1,261.4 m), 오봉산(1,126.2 m), 응봉산(1,094.9 m), 어답산(789.4 m), 덕고산(521.2 m), 덕가산(700.5 m), 성지봉(791 m)의 관속식물상을 2008년 4월부터 2009년 5월까지 총 23회에 걸쳐 조사하였고, 이전 조사에서 증거표본이 제시되어 있는 발교산(998.4 m), 오음산(930.4 m), 백운산(1,037.1 m), 치악산(1,288 m)의 자료를 전체 소산식물목록에 포함시켰다. 본 조사에서 생육이 확인된 관속식물의 총 분류군 수는 97과 383속 680종 1아종 111변종 12품종으로 총 804분류군이었으며, 문헌상 증거표본이 있는 경우의 자료를 추가하면 총 105과 418속 818종 1아종 138변종 16품종으로 총 973분류군으로 한반도 전체관속식물종의 21.14%에 해당된다. 조사지 전반의 식생은 소나무와 낙엽활엽수의 혼효림이며, 식생이 비교적 우수한 지역은 치악산의 구룡사로 부터 세렴폭포를 거쳐 비로봉에 이르는 계곡, 및 태기산의 큰성골계곡과 태기분교터에서 낙수대에 이르는 능선의 동사면 지역이다. 비교적 많은 분류군이 채집된 10개 과는 국화과, 벼과, 장미과, 미나리아재비과, 콩과, 사초과, 백합과, 범의귀과, 산형과, 꿀풀과의 순이며 전체 생육분류군의 49.12%이다. 조사지에서 생육이 확인된 특산식물은 금강초롱꽃, 모데미풀, Pyrus ussuriensis var. diamanti-ca Uyeki(금강산돌배)를 포함하는 38분류군이고, 산림청지정 희귀 및 멸종위기식물은 금강초롱꽃, 왕제비꽃, Viola diamantica Nakai(금강제비꽃), 금마타리를 포함하는 24분류군이며, 환경부지정 식물구계학적특정식물종은 총 88분류군으로서 Ⅴ등급에 속하는 식물은 좀가물고사리, 금강초롱꽃, 물쇠뜨기, 노랑붓꽃, 솔나리, 큰연영초, 목련(식재), 천마, 좀미역고사리, 승마, 모데미풀, 왕제비꽃의 12분류군이다. 또한 귀화식물은 47분류군으로서 전체식물의 4.83%, 유용식물은 총 609분류군으로서 식용식물 334분류군, 약용식물 269분류군, 관상용식물 127분류군, 사료식물 332분류군, 산업용식물 3분류군, 목재용식물 31분류군, 섬유용식물 13분류군으로 각각 구분되고, 이는 전체식물의 13.23%에 해당한다.

보광등과 난방등이 절화장미 수확량, 절화수명, 엽색에 미치는 영향 (Effect of Supplementary or Heating Lamps on the Yield, Vase Life, and Leaf Color of Cut Rose)

  • 정경진;윤재길;천영신;신현석;이상우
    • 생물환경조절학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.158-165
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    • 2018
  • 종류가 다른 보광등과 난방등으로 보광을 해 주었을 때, 절화 장미의 수확량, 절화수명, 엽색에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 이를 위하여 보광등으로 LED등(Light emitting diode lamp, LED), 메탈할라이드등(Metal halide lamp, MH), 고압나트륨등 (High-pressure sodium lamp, HPS)과 난방등으로 나노탄소섬유 적외선등 (Nano-carbon fiber infrared lamp, NCFI)을 절화장미를 재배하고 있는 농가의 수경재배 베드 위에 설치하였다. 절화 장미 수확량과 판매 가능한 절화수는 HPS 처리에 의해 봄과 가을에 크게 증가하였다. 품질의 주요기준이 되는 절화장은 봄철에는 전등처리에 의해 대조구보다 길어졌으나, 겨울에는 오히려 감소하였다. 겨울에는 전등처리로 인해 개화가 촉진되어 영양생장기간이 상대적으로 짧아졌기 때문으로 생각된다. 절화수명은 전등 처리시간이 짧은 가을에는 처리간 차이가 보이지 않았으나, 겨울에는 HPS에서만 대조구에 비해 3일 정도 길어졌다. 엽색은 가을철 보다는 겨울철에 전등처리의 영향을 크게 받았으며, 모든 보광등(LED, MH, HPS)처리에서 엽색이 짙어진 반면, 난방등으로 이용되고 있는 NCFI에서는 대조구와 비슷한 밝기였다. 결론적으로, HPS는 절화장과 절화수명을 길게하며, 수확량도 증가시키므로 매우 좋은 보광등이라고 판단되었다. NCFI는 발열양이 많기 때문에 난방등으로의 기능은 충분할지라도 판매 가능한 절화수가 감소하고 품질지수가 저하되기 때문에 보광등으로서의 역할은 미약할 것으로 판단되었다.

순수용매와 혼합용매를 이용한 상전이를 통한 Poly(L-lactide) 스캐폴드 막의 제조 (Fabrication of Poly(L-lactide) Scaffold Membranes through Phase Inversion with Pure and Mixed Solvents)

  • 김영경;조유송;구자경
    • 멤브레인
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    • 제25권1호
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    • pp.48-59
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    • 2015
  • 순수용매와 혼합용매를 사용한 상전이를 통하여 poly(L-lactic acid) (PLLA) 스캐폴드 막을 제조하였다. 순수용매로서 chloroform과 1,4-dioxane을 사용하였으며, 이들 순수용매를 혼합하여 혼합용매를 제조하였다. 스캐폴드 막의 모폴로지, 기계적 특성 그리고, 물질전달 특성을 각각 SEM, 인장강도실험 및 당 확산실험을 통하여 측정, 평가하였다. 순수 chloroform 용매를 사용한 용액으로부터는 격벽-공극 구조(solid-wall pore structure)의 스캐폴드 막이 제조되었다. 반면, 순수 1,4-dioxane 용매를 사용한 용액으로부터는 나노섬유 구조의 스캐폴드 막이 제조되었다. 혼합용매의 경우 용매 내의 조성이 변화하면서 다양한 구조의 스캐폴드 막이 제조되었다. 혼합용매 내 1,4-dioxane 함량이 20% 이하인 경우에는 격벽-공극 구조의 스캐폴드 막이 제조되었으며, 1,4-dioxane 함량이 20%인 경우에는 최대직경 $100{\mu}m$의 거대공극을 갖는 구조를 보였다. 1,4-dioxane 함량이 25% 이상인 구간에서는 나노섬유 구조의 스캐폴드 막이 제조되었다. 이 구간에서는 혼합용매 내 1,4 dioxane 함량이 변화함에 따라 나노섬유의 직경이 함께 변화하였다. 나노섬유의 최소직경은 15 nm 가량이었으며, 혼합용매 내의 1,4-dioxane 함량이 80 wt%일 때에 얻어졌다. 이상의 결과를 통하여 용매의 조성은 스캐폴드 막의 구조를 결정짓는 중요한 요소가 된다는 결론을 얻을 수 있었다.

충전물 선응집체 크기와 나노 바인더에 의한 도공지의 접힘터짐 변화 (Effects of Preflocculated Filler Flocs and Nano-sized Coating Binder on Fold Cracking of Coated Paper)

  • 임완희;서동일;오규덕;정영빈;윤혜정;이학래
    • 펄프종이기술
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    • 제47권5호
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    • pp.91-97
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    • 2015
  • Papermakers wish to increase the filler content of printing and writing grades because it allows saving in production cost through fiber replacement and improving the formation, and optical and printing properties of the paper. However, high filler loading in the base paper has negative side effects. It reduces the mechanical properties of paper and induces cracking at the fold after coating process. Fold cracking is one of the most frequent quality complaints for magazines, high quality books, etc. Two approaches were examined as methods to reduce fold cracking. One approach was to use preflocculated fillers, which was expected to reduce the fold cracking because it would decrease the interfiber bonding. The other approach was to use a new coating binder that gives greater binding power and thereby provides an opportunity of reducing the fold cracking of coated paper. When filler preflocculation was employed in producing the base paper, fold cracking becomes more severe than conventional filler loading condition. On the other hand, use of nano sized binder in coating improved the tensile properties of the coating layer and thereby decreased the crack area. It was shown that tensile properties of coating layer played an important role in fold cracking of coating.

산-염기 표면처리된 MWNTs의 첨가가 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면특성에 미치는 영향 (Influence of Acid and Base Surface Treatment of Multi-Walled Carbon Nanotubes on Mechanical Interfacial Properties of Carbon Fibers-Reinforced Composites)

  • 정건;나창운;서민강;변준형;이규환;박수진
    • 폴리머
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    • 제36권5호
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    • pp.612-616
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    • 2012
  • 본 연구는 표면처리에 따른 탄소나노튜브의 표면특성변화가 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 물성에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 표면처리된 탄소나노튜브의 표면특성은 산-염기도 측정, FTIR, 그리고 XPS를 통하여 알아보았다. 복합재료의 기계적 계면특성은 층간전단강도(interlaminar shear strength; ILSS)와 임계응력세기인자(critical stress intensity factor; $K_{IC}$)를 통하여 고찰하였다. 실험결과 산-염기 상호반응에 의한 각각의 표면처리된 탄소나노튜브의 표면특성의 변화를 가져오며, 산처리한 MWNTs/탄소섬유/에폭시 복합재료의 경우 미처리 MWNTs, 염기 처리 MWNTs와 비교하여 우수한 기계적 물성을 보였다. 이는 산성을 가지는 MWNTs와 염기성의 에폭시 수지가 산-염기 및 수소결합에 의한 계면 결합력의 향상 때문이라 판단된다.

Development of Insulation Sheet Materials and Their Sound Characterization

  • Ni, Qing-Qing;Lu, Enjie;Kurahashi, Naoya;Kurashiki, Ken;Kimura, Teruo
    • Advanced Composite Materials
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    • 제17권1호
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    • pp.25-40
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    • 2008
  • The research and development in soundproof materials for preventing noise have attracted great attention due to their social impact. Noise insulation materials are especially important in the field of soundproofing. Since the insulation ability of most materials follows a mass rule, the heavy weight materials like concrete, lead and steel board are mainly used in the current noise insulation materials. To overcome some weak points in these materials, fiber reinforced composite materials with lightweight and other high performance characteristics are now being used. In this paper, innovative insulation sheet materials with carbon and/or glass fabrics and nano-silica hybrid PU resin are developed. The parameters related to sound performance, such as materials and fabric texture in base fabric, hybrid method of resin, size of silica particle and so on, are investigated. At the same time, the wave analysis code (PZFlex) is used to simulate some of experimental results. As a result, it is found that both bundle density and fabric texture in the base fabrics play an important role on the soundproof performance. Compared with the effect of base fabrics, the transmission loss in sheet materials increased more than 10 dB even though the thickness of the sample was only about 0.7 mm. The results show different values of transmission loss factor when the diameters of silica particles in coating materials changed. It is understood that the effect of the soundproof performance is different due to the change of hybrid method and the size of silica particles. Fillers occupying appropriate positions and with optimum size may achieve a better effect in soundproof performance. The effect of the particle content on the soundproof performance is confirmed, but there is a limit for the addition of the fillers. The optimization of silica content for the improvement of the sound insulation effect is important. It is observed that nano-particles will have better effect on the high soundproof performance. The sound insulation effect has been understood through a comparison between the experimental and analytical results. It is confirmed that the time-domain finite wave analysis (PZFlex) is effective for the prediction and design of soundproof performance materials. Both experimental and analytical results indicate that the developed materials have advantages in lightweight, flexibility, other mechanical properties and excellent soundproof performance.

MWCNT 보강 시멘트 복합체의 압축강도 향상에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on Improving Compressive Strength of MWCNT Reinforced Cementitious Composites)

  • 강수태;박순홍
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.63-70
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    • 2014
  • 이 연구에서는 multi-walled CNT 보강 시멘트 복합체의 효과적인 압축강도 향상을 위하여 섬유 분산을 위한 초음파처리 정도, 계면활성제의 사용량, 실리카퓸 치환율 등을 실험변수로 하여, 그 영향을 실험적으로 살펴보았다. 초음파 처리 시간에 따른 CNT 분산성 변화는 광학현미경을 통해 확인하였으며, CNT 시멘트 복합체의 압축강도가 초음파 처리 정도에 따라 향상됨을 확인할 수 있었다. 계면활성제로 사용된 고성능감수제 사용량의 영향은 SP/CNT비가 4~6일 때 강도향상 효과가 가장 좋은 것으로 나타났다. 한편, 실리카퓸 치환율에 따른 압축강도의 변화에서는 실리카퓸을 10 % 치환했을 때 강도에 대한 CNT 보강효과가 가장 큰 것으로 나타났다. CNT 보강 시멘트 복합체의 미세구조 분석도 함께 실시하였는데, XRD와 SEM 분석 결과에서는 CNT 혼입으로 인한 수화생성물 및 미세구조의 변화는 거의 없는 것으로 나타났으며, MIP 분석을 통해서는 공극률 감소와 함께, $10{\mu}m$ 및 100 nm 크기 전후의 공극분포가 줄어드는 대신 수 십 나노미터 크기의 작은 공극들의 분포가 증가함을 확인하였다. 이를 통해 CNT의 혼입에 따른 압축강도 증가는 화학적 영향보다는 물리적 영향이 큰 것으로 판단된다.