• 제목/요약/키워드: pitch based carbon fiber

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섬유보강 복합재의 마찰 및 마모특성 (Friction and Wear Properties of Fiber Reinforced Composite)

  • 주혁종;최돈묵;오인석;홍명호
    • 한국재료학회지
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    • 제4권7호
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    • pp.733-740
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    • 1994
  • 페놀수지 결합재에 보강섬유의 종류에 따라서 내염섬유 보강 복합재(OFRP), 탄소섬유 보강 복합재(CFRP), 유리섬유 보강 복합재(GFRP), 아라미드 섬유 보강 복합재(AFRP)를 제조하였다. 각 보강섬유의 분율을 달리함에 따라 마찰계수 및 마모율을 측정하여 각 보강섬유의 특성이 미치는 영향을 관찰하였다. 아라미드의 섬유량이 45tw%일 때 평균 마찰계수가 0.353-0.383으로 가장 높게 나타난 반면에 핏치계 탄소섬유를 45wt% 보강한 경우 0.164-0.190으로 가장 낮게 나타났다. AFRP와 CFRP의 마모율은 낮게 나타내었으며, GFRP와 OFRP는 섬유분율이 증가함에 따라 급격히 증가하는 양상을 보였다. OFRP는 마모 diagram이 불안정하였으며 CFRP와 AFRP는 대체적으로 안정한 형태를 나타내었다. GFRp는 상당히 불안정한 마모diagram을 나타낸 것으로 보아 마찰 안정성이 가장 떨어짐을 알 수 있었다.

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초음파를 이용한 CFRP 복합재의 일방향 비파괴 평가 (One-Sided Nondestructive Evaluation of CFRP Composites By Using Ultrasonic Sound)

  • 임광희;장계림;최성록;예창희;류제성;임수환;한민규
    • 한국생산제조학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.47-52
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    • 2011
  • It is well known that stiffness of composites depends on layup sequence of CFRP(carbon fiber reinforced plastics) laminates because the layup of composite laminates influences their properties. Ultrasonic NDE of composite laminates is often based on the backwall echoes of the sample. A pair of such transducers was mounted in a holder in a nose-to-nose fashion to be used as a scanning probe on composites. Miniature potted angle beam transducers were used (Rayleigh waves in steel) on solid laminates of composites. Experiments were performed to understand the behavior of the transducers and the nature of the waves generated in the composite (mode, wave speed, angle of refraction). C-scan images of flaws and impact damage were then produced by combining the pitch-catch probe with a portable manual scanner known as the Generic Scanner ("GenScan"). The pitch-catch signal was found to be more sensitive than normal incidence backwall echo of longitudinal wave to fiber orientation of the CFRP composites, including low level porosity, ply waviness, and cracks. Therefore, it is found that the experimentally Rayleigh wave variation of pitch-catch ultrasonic signal was consistent with numerical results and one-side ultrasonic measurement might be very useful to detect the defects.

열처리 온도에 의한 피치계 활성탄소섬유의 기공구조 변화가 전기화학적 특성에 미치는 영향 (Influence of Textural Structure by Heat-treatment on Electrochemical Properties of Pitch-based Activated Carbon Fiber)

  • 김경훈;박미선;정민정;이영석
    • 공업화학
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    • 제26권5호
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    • pp.598-603
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    • 2015
  • 본 연구에서는 전기이중층 커패시터의 비정전용량 향상시키기 위하여 활성탄소섬유의 열처리 온도가 전기화학적 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 용융방사한 피치 섬유를 안정화를 거쳐 $800^{\circ}C$에서 4 M KOH로 활성화하였고, 활성화 섬유를 각각 1050, $1450^{\circ}C$의 온도조건에서 열처리하여 서로 다른 특성을 갖는 활성탄소섬유를 제조하였다. 제조된 활성탄소섬유는 열처리 온도가 증가함에 따라 비표면적이 $828m^2/g$에서 $987m^2/g$으로 증가하였으며 미세공 및 중간세공의 부피 또한 증가하였다. 이는 열처리 공정이 활성탄소섬유 내부의 산소 및 수소 원소 성분을 탈리시키면서 세공이 생성되고, 활 성탄소섬유를 수축하게 하여 상대적으로 세공의 크기를 증가시켰기 때문이다. 이러한 세공 변화로 인하여 제조된 전극은 1 M 황산수용액을 전해질로 하여 5 mV/s의 전위주사속도로 측정하였을 때, 비정전용량이 73 F/g에서 119 F/g으로 향상되었음을 확인하였다.

$SiO_2$가 유리섬유로 보강된 고분자 겔 전해질의 전기 화학적 특성에 미치는 영향 ([ $SiO_2$ ] Effect on the Electrochemical Properties of Polymeric Gel Electrolytes Reinforced with Glass Fiber Cloth)

  • 박호철;김상헌;전종한;김동원;고장면
    • 전기화학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.6-9
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    • 2001
  • 유리섬유(glass fiber cloth, GFC)가 보강제로 사용된 고분자 겔 전해질(polymeric gel electrolytes, PGEs)에 $SiO_2$를 첨가하여 전해질의 전기 화학적 특성을 조사하였다. 가소제로는 Ethylene carbonate(EC) , propylene carbonate(PC), diethyl carbonate(DEC)를, 리튬염으로는 $LiClO_4$를 고분자로는 polyacrylronitrile(PAN)과 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene)(P(VdF-co-HFP))을 사용하여 $80\~90{\mu}m$의 두께로 전해질을 제조하였다. 제조된 전해질은 모두 상온체서 $10^{-3}S/cm$의 이온 전도도를 나타내었고, 4.8V까지 안정하였다. 리튬금속을 사용하여 제조된 셀의 임피던스 결과에서는 시간이 지남에 따라 모든 전해질이 부동태 피막의 성장으로 계면저항이 증가했으나, $SiO_2$첨가비율에 따라 뚜렷한 차이는 보이지 않았다. $LiClO_2$와 mesophase pitch-based carbon fiber(MCF)를 각각 양극과 음극으로 사용하여 제조된 겔의 임피던스에서는 $SiO_2$가 첨가되지 않은 셀의 옴 저항이 충전, 방전이 진행되는 동안 많은 변화를 보였으며, $SiO_2$가 첨가된 셀의 저항은 거의 변화되지 않았고, 계면의 변화도 적었다. 또한 방전용량에서도 $SiO_2$$20\%$가 첨가된 전해질이 0.2C의 방전속도에132mAh/g의 비 용량을 나타내었고, 2C의 방전속도에서$85\%$의 방전용량을 유지하였다.

Adsorption of Nitrogen Oxides on Manufactured Impregnated Activated Carbon Fibers with Potassium Hydroxide

  • Kim, Hyun-Jin;Lee, Young-Whan;Choi, Dae-Ki;Lee, Eun-Il
    • Carbon letters
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    • 제3권4호
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    • pp.198-204
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    • 2002
  • In this paper, impregnated activated carbon fiber (IACF) was manufactured to pitch-based activated carbon fibers (ACF) with potassium hydroxide (KOH) by using wet impregnation method to raise nitrogen oxides ($NO_x$) adsorptivity. The properties of IACF were observed using EPMA, TGA and DSC and $NO_x$ adsorptivity was observed at high and low temperature. Before and after adsorption was analyzed using ToF-SIMS for examine surface characterization of adsorbed $NO_x$. The results showed that the better adsorptivity appeared for increasing KOH ratio. So, $NO_x$ adsorptivity showed result that is proportional between KOH and the adsorbed amount. On the other hand, adsorbent that manufactured without washing was better $NO_x$ adsorptivity than adsorbent that manufactured with washing. The behavior of adsorption show that crossing time of NO and $NO_2$ delayed for a rising adsorptivity. And NO ratio increased but $NO_2$ ratio decreased according as KOH ratio increases. $NO_x$ was confirmed through surface analysis that remain in $NO_2^-$ and $NO_3^-$ form on IACF surface.

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흑연화 MPCF 부극을 이용한 Li ion 2차전지의 충방전 특성 (Charge-discharge behaviour of lithium ion secondary battery using graphitized mesophase pitch-based carbon fiber anodes)

  • 김상필;박정후;조정수;윤문수;김규태
    • 전기화학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.14-17
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    • 1998
  • MPCF는 Li ion 2차전지용 부극 활물질로 연구되고 있다. 흑연화 MPCF는 높은 방전 용량과 우수한 충방전 효율을 가진다. $0\~1$ V전위영역에서 25 mA/g의 정전류로 충방전할 때의 MPCF/Li전지의 초기 방전 용량은 300 mAh/g이며, 충방전 효율은 $90\%$ 이상을 나타낸다. $LiCoO_2$을 정극 활물질로, 혼합 탄소재료를 부극 활물질로 사용하여 원통형 Li ion 2차전지를 제작하였다. Li ion 2차전지의 수명 특성을 향상하기 위하여, 흑연화 MPCF에 이종 탄소 재료를 $10 wt\%$ 혼합하였다. 혼합 탄소재료를 사용한 Li ion 2차전지의 수명 성능은 흑연화 MPCF만을 사용한 전지보다 우수하였다.

섬유강화 복합재의 열이방성에 대한 섬유 형태적 영향 (Effects of fiber forms on thermal anisotropy in fibrous composites)

  • 심환보;이보성
    • 한국재료학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.215-222
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    • 1995
  • C형 및 중공형 탄소섬유는 방직(spinning)시 홀의 전단응력을 원형의 그것에 비해서 더 광범위하게 걸쳐받게 됨으로 분자배향을 고도로 유도할 수가 있다. 핏치계 이방성 중공 및 C형 탄소섬유 강화재의 축 횡방향 열전도도를 에폭시 모재 하에서 실험하였다. 열이방성 정도에 있어 원형 탄소섬유 보강재인 경우 50 정도 였으나, C형과 중공형 보강재는 최고치로 대략 130과 118 정도를 보임으로써 원형 강화재 보다 200%이상 우수한 열이방성을 보였다.

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Morphological optimization of process parameters of randomly oriented carbon/carbon composite

  • Raunija, Thakur Sudesh Kumar;Manwatkar, Sushant Krunal;Sharma, Sharad Chandra;Verma, Anil
    • Carbon letters
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    • 제15권1호
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    • pp.25-31
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    • 2014
  • A microstructure analysis is carried out to optimize the process parameters of a randomly oriented discrete length hybrid carbon fiber reinforced carbon matrix composite. The composite is fabricated by moulding of a slurry into a preform, followed by hot-pressing and carbonization. Heating rates of 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 1, and $3.3^{\circ}C/min$ and pressures of 5, 10, 15, and 20 MPa are applied during hot-pressing. Matrix precursor to reinforcement weight ratios of 70:30, 50:50, and 30:70 are also considered. A microstructure analysis of the carbon/carbon compacts is performed for each variant. Higher heating rates give bloated compacts whereas low heating rates give bloating-free, fine microstructure compacts. The compacts fabricated at higher pressure have displayed side oozing of molten pitch and discrete length carbon fibers. The microstructure of the compacts fabricated at low pressure shows a lack of densification. The compacts with low matrix precursor to reinforcement weight ratios have insufficient bonding agent to bind the reinforcement whereas the higher matrix precursor to reinforcement weight ratio results in a plaster-like structure. Based on the microstructure analysis, a heating rate of $0.2^{\circ}C/min$, pressure of 15 MPa, and a matrix precursor to reinforcement ratio of 50:50 are found to be optimum w.r.t attaining bloating-free densification and processing time.

Surface Characterization of Carbon Fibers as Anode Materials for Li Secondary Batteries

  • Takamura, Tsutomu;Awano, Hidekazu;Ura, Tetsuya;Ikezawa, Yasunari
    • 분석과학
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    • 제8권4호
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    • pp.583-590
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    • 1995
  • Pitch-based mesophase carbon fibers prepared at different temperatures were heat-treated at temperatures lower than those of the preparation and the electrochemical Li doping/undoping characteristics were evaluated in relation to the data of IR, mass, etc. Presence of surface hydroxyls were confirmed by FTIR for lower temperature sample which showed poor anode characteristics. Upon oxidative heating, removal of surface hydroxyls took place, resulting in a remarkable improvement of the electrode characteristics. At the same time, surface roughening took place, which was confirmed by SEM and double layer capacity measurements. In situ mass spectra obesrved during the heat-treatments showed gas evolution of $H_2O$, CO, $CO_2$, $C_2H_4$, and/or $H_2$ depending on the conditions. These data together with those of weight loss and conductivity provided us a valuable information in regard to the evaluation of the electrochemical characteristics.

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무전해 도금법으로 제조된 구리 함유 활성탄소섬유 촉매의 제조와 NO 제거 반응성 평가 (Preparation of Electroless Copper Plated Activated Carbon Fiber Catalyst and Reactive Evaluation of NO Removal)

  • 윤희승;오종현;이형근;전종기;유승곤
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권5호
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    • pp.863-867
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    • 2008
  • 피치계 활성탄소섬유가 납사분해 잔사유를 개질하여 용융 방사하고, 산화, 탄화 및 스팀으로 활성화하여 제조되었다. 활성탄소섬유의 표면은 주석-팔라듐을 사용하여 단일 스텝에 의해 예민화 과정을 거쳤다. 예민화된 활성탄소섬유 표면에 무전해도금법을 사용하여 구리를 골고루 담지하였다. 도금시간을 증가시켜서 구리의 담지량을 변화시키고, BET, SEM, XRD 및 ICP를 이용하여 촉매 특성 변화에 미치는 영향을 관찰하였다. 도금시간에 따라 부가된 구리의 양은 증가하나, 기공부피와 비표면적은 감소하였다. 또한 반응 온도가 증가함에 따라 NO 제거 성능이 증가하였다. $300^{\circ}C$ 이상의 반응 온도에서 부가된 구리의 양이 증가하면 표면적의 감소와 구리 분산도의 감소 때문에 NO 제거 성능은 감소하는 결과를 얻었다.