• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제58권4호
• /
• pp.651-657
• /
• 2020

고체 입자들이 유체처럼 움직이는 유동층 공정은 에너지 전환 공정뿐만 아니라 범용 고분자 수지의 생산 공정에도 이용되고 있다. 범용 고분자 수지 중의 하나인 LLDPE(Linear low density polyethylene)도 기포 유동층 공정을 통해 전세계에서 생산되고 있다. 입자 크기에 비해 밀도가 낮은 LLDPE 입자들은 고분자 중합 반응을 위해 공급되는 수소에 의해서 유동화된다. 그러나 LLDPE 생산 공정은 기포유동층 공정임에도 불구하고 발생한 슬러그로 인하여 반응에 영향을 끼쳐 공정의 효율 저하를 불러올 수 있다. 이에 본 연구에서는 상용 고분자 반응기를 모사한 pilot 규모의 고분자 합성 반응기(0.38 m l.D., 4.4 m High)와 동일한 시뮬레이션 모델을 구축하여 LLDPE 입자의 유동화 상태를 고찰하였다. 특히 기체 유속(0.45-1.2 m/s), 고체 입자 밀도(900-1900 kg/㎥), 입자 구형도(0.5-1.0), 입자 크기(120-1230 ㎛)의 변화에 따른 슬러그 특성을 세밀하게 고찰하기 위하여 전산입자유체해석(Computational particle-fluid dynamics, CPFD)을 이용하였다. CPFD를 통해서 일부 실험자들만 고찰할 수 있었던 flat slug의 발생을 시각적으로 구현하였으며 밀도, 구형도, 크기 등의 고체의 물리적 특성을 변화시킴에 따라 슬러그 발생을 저감시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.21-30
• /
• 2013

최근 발생한 대규모 지진으로 구조물의 내진보강에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있다. 특히 내진설계가 반영되지 않은 기둥의 경우 지진에 의한 횡하중을 저항하지 못하고, 취성적인 파괴가 유발되어 구조물 전체적 붕괴를 유발할 수 있다. 따라서 빠른 시간내에 보강이 가능하면서 기둥에 손상을 주지 않는 기존의 보강법과 구별되는 응급 보강법이 필요하다. 과거에는 기둥 보강법으로 단면 증설법과 강판보강법 등이 개발되어 현장에 적용되었지만, 최근에는 FRP (Fiber Reinforced Polymer)의 장점을 활용한 탄소섬유시트공법이 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 긴급시공이 가능한 체결식 FRP 내진보강재를 사용한 구조물의 내진성능보강효과를 검토하고자 하였다. 검토를 위하여 실제 구조물의 축소모델의 철근콘크리트 시험체를 제작하고 횡방향 변위하중을 가력하였다. FRP 내진보강재를 이용한 내진보강시공 후 실내시험을 통하여 내진성능을 평가하였다. 그 결과 개발된 보강재의 철근콘크리트 구조물에 보강 시, 내진성능이 향상됨을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권3호
• /
• pp.23-31
• /
• 2004

일반적으로 코팅은 철근 콘크리트를 보호하기 위해 사용되어지며, 이러한 목적으로 사용되어지는 코팅에는 무기계 뿐만 아니라 유기계 코팅이 있다. 무기계 코팅의 장점은 자외선 흡수성이 적고 불연성이라는 것이며, 반면 유기계 코형의 장점은 $CO_2, SO_2$투과성 및 물의 투수성이 낮으며, 철근 콘크리트의 보호능력은 유기계 코팅이 더 우수하다. 그러나 에폭시, 우레탄 및 아크릴과 같은 유기계 코팅은 콘크리트와의 열팽창계수와 탄성계수 차이로 인해 장기 접착강도가 저하되고, 통기성이 부족하여 형성된 막에 들뜸이 발생된다. 또한 유기계 코팅이 콘크러트의 습윤면에 적용될 경우에는 접착의 문제가 발생된다. 본 연구에서는 콘크리트를 보호하기 위해 폴리머와 세라믹을 합성시켜 개발된 코팅제의 물리 성능과 내구 성능 및 용출 안전성에 대한 시험을 하였다. 개발된 코팅계에 대하여 유기계 코팅재 및 에폭시와 비교하였으며, 시험결과 개발된 코팅재는 콘크리트를 보호하기 위한 유기계 코팅재에 비해 성능이 떨어지지 않았고, 반면 용출 안전성 측면에서는 에폭시보다 더 우수함을 보였다. 특히 물과 접해 있는 지하 콘크리트구조물을 보호하는 데에 적합하며, 무기계와 유기계 코팅재의 장점을 갖은 콘크리트 보호용 코팅재라고 판단된다.

• 접착 및 계면
• /
• 제25권1호
• /
• pp.169-274
• /
• 2024

최근 외부 자극에 따라 팽창과 수축을 가역적으로 반복하며 형태가 변하는 소재가 주목받고 있다. 이러한 소재는 소프트 로봇, 센서, 인공근육 등 다양한 분야로의 응용가능성을 가지고 있다. 본 연구에서는 고온 물질에 감응하여 이를 보호하거나 감쌀 수 있는 새로운 소재를 제안하였다. 이를 위해, 네마틱-등방성 전이 성질을 지닌 액정 엘라스토머(liquid crystal elastomer, LCE)와 높은 기계적 강도와 고온 수치 안정성을 지닌 폴리이미드(polyimide, PI)를 이용하였다. 용액공정으로 합성된 도프 용액을 마이크로 프린팅 기법에 도입하여 mm 미만의 마이크론 선폭을 지닌 LCE/PI 이중층 구조 2차원 패턴을 개발하였다. 벌집구조로 패턴된 LCE/PI 이중층 메쉬는 PI의 기계적 강도와 LCE 고온 수축 거동의 장점을 동시에 가지고 있었고, LCE 선택적 프린팅을 통해 고온에서 원하는 방향으로의 변형을 유도할 수 있었다. 그 결과, 특정 고온 물질을 가역 반복적으로 감쌀 수 있는 기능을 구현하였다. 본 연구는 LCE 분자 변화에 따라 다양한 온도 구간에서 전기에너지 인가없이 기능을 구현할 수 있는 다양한 액추에이터 분야의 응용 가능성을 시사한다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제14권3호
• /
• pp.133-138
• /
• 2013

Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) plastic is a polymer material extensively used in electrical and electronic applications. Nickel (Ni) thin film was deposited on ABS by electroless plating, after its surface was treated and modified with atmospheric plasma generated by means of dielectric barrier discharges (DBDs) in air. The method in this study was developed as a pre-treatment for electroless plating using DBDs, and is a dry process featuring fewer processing steps and more environmentally friendliness than the chemical method. After ABS surfaces were modified, surface morphologies were observed using a scanning electron microscope (SEM) to check for any physical changes of the surfaces. Cross-sectional SEM images were taken to observe the binding characteristics between metallic films and ABS after metal plating. According to the SEM images, the depths of ABS by plasma are shallow compared to those modified by chemically treatment. The static contact angles were measured with deionized (DI) water droplets on the modified surfaces in order to observe for any changes in chemical activities and wettability. The surfaces modified by plasma showed smaller contact angles, and their modified states lasted longer than those modified by chemical etching. Adhesion strengths were measured using 3M tape (3M 810D standard) and by 90° peel-off tests. The peel-off test revealed the stronger adhesion of the Ni films on the plasma-modified surfaces than on the chemically modified surfaces. Thermal shock test was performed by changing the temperature drastically to see if any detachment of Ni film from ABS would occur due to the differences in thermal expansion coefficients between them. Only for the plasma-treated samples showed no separation of the Ni films from the ABS surfaces in tests. The adhesion strengths of metallic films on the ABS processed by the method developed in this study are better than those of the chemically processed films.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
• /
• 한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 Proceedings of 5th International Joint Symposium on Microeletronics and Packaging
• /
• pp.43-55
• /
• 2000

In traditional electronic packages the die and the substrate are interconnected with fine wire. Wire bonding technology is limited to bond pads around the peripheral of the die. As the demand for I/O increases, there will be limitations with wire bonding technology. Flip chip technology eliminates the need for wire bonding by redistributing the bond pads over the entire surface of the die. Instead of wires, the die is attached to the substrate utilizing a direct solder connection. Although several steps and processes are eliminated when utilizing flip chip technology, there are several new problems that must be overcome. The main issue is the mismatch in the coefficient of thermal expansion (CTE) of the silicon die and the substrate. This mismatch will cause premature solder Joint failure. This issue can be compensated for by the use of an underfill material between the die and the substrate. Underfill helps to extend the working life of the device by providing environmental protection and structural integrity. Flux residues may interfere with the flow of underfill encapsulants causing gross solder voids and premature failure of the solder connection. Furthermore, flux residues may chemically react with the underfill polymer causing a change in its mechanical and thermal properties. As flip chip packages decrease in size, cleaning becomes more challenging. While package size continues to decrease, the total number of 1/0 continue to increase. As the I/O increases, the array density of the package increases and as the array density increases, the pitch decreases. If the pitch is decreasing, the standoff is also decreasing. This paper will present the keys to successful flip chip cleaning processes. Process parameters such as time, temperature, solvency, and impingement energy required for successful cleaning will be addressed. Flip chip packages will be cleaned and subjected to JEDEC level 3 testing, followed by accelerated stress testing. The devices will then be analyzed using acoustic microscopy and the results and conclusions reported.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.39-45
• /
• 2006

다양한 에폭시 수지를 함유한 언더필의 열적 특성을 시차주사열량측정법, 열중량측정법, 동적-기계적 분석법, 열적-기계적 분석법과 같은 열 분석법을 이용하여 분석하였다. 또한, 언더필과 FR-4기판 사이의 접합 강도를 측정하였다. Cycolaliphatic 에폭시 수지를 함유한 언더필의 유리 전이 온도가 cycolaliphatic 에폭시 수지를 함유하지 않은 언더필의 유리 전이 온도보다 낮음을 확인할 수 있다. 대기로부터 유입된 산소와 열화된 폴리머 사이의 화학적 반응으로 인하여 언더필의 열적 감소 반응이 두 번 발생하는 것을 확인할 수 있다. Cycolaliphatic 에폭시 수지를 함유한 언더필의 열팽창 계수가 cycolaliphatic 에폭시 수지를 함유하지 않은 언더필의 열팽창 계수보다 높음을 확인할 수 있다. 과도한 경화 온도는 에폭시 수지의 경계면을 약하게 하여 에폭시 수지의 기계적 특성의 변화를 초래하게 되고 언더필과 FR-4 기판 사이의 접합 특성을 저하시키게 된다.

• Composites Research
• /
• 제30권6호
• /
• pp.371-378
• /
• 2017

본 연구에서는 대표적인 열경화성 재료인 에폭시 기지의 흡습탄성 거동을 예측하기 위해 분자동역학 전산모사를수행하였다. 고분자 복합재가 오랜 시간 동안 흡습환경에 지속적으로 노출될 경우, 거시적 물성의 저하가 발생하기 때문에 복합재의 내구설계 측면에 있어 흡습노화 현상에 대해 분자스케일적으로 접근하는 방법은 매우 중요하다. 본 연구에서는 $EPON862^{(R)}$ 수지와 아민계 Triethylenetetramine (TETA) 경화제로 비정질 에폭시 분자모델을 구성하였으며, 각각 30과 90%의 가교 상태에서 수분 흡수 유무에 따른 물성변화를 관찰하였다. 건조상태의 에폭시와 수분이 4 wt% 포함된 에폭시 단위셀에 대한 평형 및 비평형 앙상블 전산모사 과정을 통해, 에폭시의 수분팽창계수, 응력-변형률 선도 및 탄성계수 그리고 침투된 수분의 수지 내 확산계수를 예측하였다. 또한 흡습된 구조와 그에 따른 물성변화의 상관관계를 규명하기 위해, 자유체적 변화 및 흡습에 따른 에폭시 수지의 비결합 포텐셜 에너지 변화를 관찰하였다.

• Korea-Australia Rheology Journal
• /
• 제13권4호
• /
• pp.169-177
• /
• 2001

Morphological, thermal, rheological, and mechanical properties of reactive compatabilized blends of poly(butylene terephthalate) (PBT) and Polyamide-6 (PA) containing EGMA copolymer were investigated using scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), advanced rheometric expansion system (ARES), and universal testing machine (UTM). From the results of thermal analysis by DSC, the melting point of the 30/70 PBT-PA blend was broadened after EGMA was added in the blends, since the enthalpy of melting of the PBT-PA somewhat decreased with the increase of EGMA content. From this result, it is suggested that the EGMA affected to the crystallization behavior and crystallinity of the PBT-PA blends. From SEM micrographs of the 70/30, 50/50, and 30/70 PBT-PA blends, the droplet size of the 30/70 PBT-PA blend was about 0.8 ${\mu}{\textrm}{m}$ which was smaller than that of the 50/50 and 70/30 PBT-PA blends. The complex viscosity of the 30/70 PBT-PA blend observed to be higher than that of the 50/50 and 70/30 PBT-PA blends. From the results of the morphology and rheological properties for the PBT-PA blends, it is suggested that the compatibility is increased in the 30/70 PBT-PA blend than the 50/50 and 70/30 PBT-PA blends. From the results of mechanical properties, it was found that the tensile strength of the 30/70 PBT-PA blend increased with the increase of EGMA up to 2 phr, while tensile strength of the blend in which EGMA content was higher than 2 phr decreased with the increase of EGMA content. From the results of morphological, thermal, rheological, and mechanical properties for the PBT-PA-EGMA blends, it is suggested that the EGMA could be used as a compatibilization role in the blends.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.109-118
• /
• 2008

본 논문은 탄소섬유시트로 하면을 보강한 콘크리트 보에서 온도가 상승함에 따라 서로 다른 선팽창계수를 가지는 콘크리트와 탄소섬유시트 사이에 계면전단응력이 발생함으로 부착강도 평가 시 이를 고려하여야 함을 기술하고 있다. 선형탄성거동을 가정한 계면전단응력의 이론식과 모형 보의 온도변화실험을 통하여 변형률을 측정한 결과를 비교함으로써 이론해의 적용성을 확인하였으며, 이론식으로부터 $30^{\circ}C$의 온도변화가 발생하는 경우 탄소섬유시트 부착계면에서 최대 0.91MPa의 전단응력이 발생되는 것으로 조사되었고 변화량이 $10^{\circ}C$인 경우에서도 에폭시에 의한 부착강도의 10~15%의 응력이 추가적으로 발생하는 것으로 나타났다. 그러므로 탄소섬유시트로 콘크리트 구조물을 보수, 보강하는 경우 부착강도 평가 시 온도의 영향이 고려되어야 하며, 온도변화에 따른 장기간의 거동을 평가하는 노력이 필요한 것으로 판단된다.