• Composites Research
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• 제35권3호
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• pp.134-138
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• 2022

본 연구에서는 기존 폴리머 콘크리트의 진동 감쇠 효과를 향상시키기 위해 압전 재료 중 하나인 PZT 파우더를 첨가하여 티타늄 파우더/폴리머 콘크리트 복합재료를 제작하였다. 티타늄 파우더는 압전 효과를 이용한 진동특성 변화를 극대화하기 위해 일정한 비율로 유지하였고, PZT 파우더를 첨가하지 않은 시편, PZT 파우더를 2.5 wt%, 5 wt% 첨가한 세 가지 종류의 복합재료 시편을 제작하였으며, 모든 시편에 대해 진동 특성 및 압축 물성 분석을 진행하였다. 그 결과, PZT 파우더 첨가 비율이 높아질수록 티타늄 파우더/폴리머 콘크리트에서 발생한 진동이 전달될 때 압전 효과로 인해 공진주파수에서 전달 함수 Inertance 값이 작아지는 것을 확인하였고, 특히 PZT 파우더 5 wt% 첨가 시편의 경우, 공진주파수에서 Inertance 값은 PZT가 첨가되지 않은 시편에 비해 약 19.3% 감소하는 것으로 나타났다. 시간에 따른 가속도 변화 폭 역시 PZT 파우더가 첨가됨에 따라 크게 감소하는 것으로 나타나 PZT 첨가에 따른 효과를 확인할 수 있었다. 또한, 압축강도 시험을 통해 5 wt%까지의 PZT 첨가에 의한 압축 물성 저하 정도는 미미한 것으로 나타났고, 시편 단면 분석을 통해 파우더가 고르게 분산된 것을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권4호
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• pp.1321-1326
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• 2011

In this work, the effects of different surface functional groups on the elemental mercury adsorption of porous carbons modified by chemical treatments were investigated. The surface properties of the treated carbons were observed by Boehm's titration and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It was found that the textural properties, including specific surface area and pore structures, slightly decreased after the treatments, while the oxygen content of the ACs was predominantly enhanced. Elemental mercury adsorption behaviors of the acidtreated ACs were found to be four or three times better than those of non-treated ACs or base-treated ACs, respectively. This result indicates that the different compositions of surface functional groups can lead to the high elemental mercury adsorption capacity of the ACs. In case of the acid-treated ACs, the $R_{C=O}/R_{C-O}$ and $R_{COOH}/R_{C-O}$ showed higher values than those of other samples, indicating that there is a considerable relationship between mercury adsorption and surface functional groups on the ACs.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.136-141
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• 2007

This paper introduces an artificial neuron which is a nano composite continuous sensor. The continuous nano sensor is fabricated as a thin and narrow polymer film sensor that is made of carbon nanotubes composites with a PMMA or a silicone matrix. The sensor can be embedded onto a structure like a neuron in a human body and it can detect deteriorations of the structure. The electrochemical impedance and dynamic strain response of the neuron change due to deterioration of the structure where the sensor is located. A network of the long nano sensor can form a structural neural system to provide large area coverage and an assurance of the operational health of a structure without the need for actuators and complex wave propagation analyses that are used with other methods. The artificial neuron is expected to effectively detect damage in large complex structures including composite helicopter blades and composite aircraft and vehicles.

• Smart Structures and Systems
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• 제28권6호
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• pp.737-744
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• 2021

In this study, structural health monitoring (SHM) methods of carbon fiber reinforced plastics (CFRPs) were investigated using electrical resistance. The developed sensing technique monitored electrical resistance in accordance with the impact damage of a CFRP. The changes in electrical resistances with multiple electrode sets enabled SHM without extra sensors so that this technique can be called self-sensing. Moreover, this study proposed electrodes only at peripheral side of a structure to minimize the number of electrodes compared to those in an array which has square number of sensors as the sensing area increases. For the intensive investigation, electromechanical sensitivity in terms of electrode distance was analyzed and optimized under drop weight impact testing. Then, SHM methods with electrodes in an array and electrodes in peripheral edges were comparatively investigated. The developed methods successfully localized impact damages into 2D coordinates. Furthermore, damage severity can be shown with a damage map by calculating electrical resistance change ratio. Therefore, structural health self-sensing system using electrical resistance was successfully developed with the minimum number of electrodes.

• Elastomers and Composites
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• 제55권4호
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• pp.300-305
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• 2020

In recent times, polymeric foams have been popularly used in various applications. To meet the demand for these applications, polymer foams with excellent mechanical and thermal properties are required. In particular, silicone foam has gained significant attention owing to its superior thermal properties and low density. In this study, the mechanical and thermal properties of silicone foams filled with wollastonite were investigated. A maximum tensile strength of 98.3 kPa was obtained by adding 15 phr of wollastonite. The specific gravity did not exhibit a marked difference up to 10 phr, but it increased substantially above 15 phr wollastonite. Thermogravimetric analysis indicated that adding wollastonite to the silicone foam increased both the amount of residue and the thermal decomposition temperature. The morphologies of the silicone foams filled with wollastonite were observed by scanning electron microscopy.

• 공업화학
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• 제17권6호
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• pp.586-590
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• 2006

전기활성 고분자로서 이온성고분자-금속복합체(Ionic Polymer metal Composites, IPMC)는 화학적 환원방법으로 비교적 쉽게 제조하여 낮은 구동전압에서도 큰 변위를 낼 수 있는 유연성을 지니는 스마트 소재(soft smart material) 중의 하나이다. 제조 시의 화학적 환원방법은 용액 내에서 반응시킴으로써 결과적으로 형성되는 다공성 고분자 막의 표면의 거칠기 때문에 구동체로서의 IPMC의 동작특성에 결함을 줄 수 있다. 따라서 본 연구에서는 IPMC의 표면의 거칠기에 대한 구동 특성을 비교하고 표면 조도를 향상시키는 방안으로 표면 이온빔 보조 증착법으로 표면을 개질하였다. 이러한 표면 개질 효과로 인해 IPMC 전극의 표면 저항을 낮추고 반응 속도를 증가시킬 수 있었고, 표면 조도, 모폴로지, 구동력 등을 측정하여 향상된 구동 현상을 나타내는 제조방법에 대한 연구를 하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.247-252
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• 2014

This paper presents a novel impact sensor which can be fabricated with smart paint made of grapheme. This smart nano paint can be easily installed on structures using a spray-on technique and that can make the sensor low cost and practical. The graphene effectively improves the piezoresistivity of the smart paint and that is available to achieve sensitive impact sensor with high gauge factor. The nano smart-paint can detect sufficient impact to cover the damaged energy range of the composite around 1~3J. The voltage outputs from the sprayed paints show fairly linear responses after signal processing. The impact makes deformation of the structure and it brings change of piezoresistivity of the paint and those converts into voltage output consequently by means of a simple signal processing system. The nano smart paint is lightweight and easily applied to the structural surface, and there is no stress concentration. The nano smart paint is expected to be a cost effective and sensitive multi-functional sensor for composites and other damage monitoring applications in the field of structural health monitoring.

• Composites Research
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• 제30권1호
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• pp.26-34
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• 2017

본 연구에서는 직물섬유 복합재의 열전도를 구하는데 있어 기존의 연구보다 개선된 방법을 제시하고, 직물섬유의 기하학적 구조가 복합재의 열전도도 향상에 미치는 영향, 그리고 유전 알고리즘(Genetic algorithm)을 이용하여 복합재의 열전도도 향상을 위한 최적구조 설계에 관한 연구를 하였다. 직물섬유의 구조를 토우의 물결무늬와 너비 및 두께를 이용하여 구현하였고, 열전도도는 열전기유사법(Thermal-electrical analogy)을 이용하여 구하였다. 유전 알고리즘에서 염색체 문자열은 fill과 warp tow의 두께와 너비로 하였고 복합재의 열전도도를 향상 시키는 방향으로 목적함수를 정하였다. 연구결과 직물섬유 복합재의 열전도도를 예측을 위한 향상된 방법이 제시되었고, 섬유토우 사이의 간격(inter-tow gap)이 넓어 질수록 복합재의 열전도도가 감소하는 것으로 나타났다. 직물섬유 복합재의 구조 최적화에서는 이론적 수치해석 결과가 제시되었는데, 전체적으로 섬유토우(tow)의 축의 수직방향보다는 축 방향의 열전도도 성분이 복합재의 전체 열전도도 향상에 크게 기여를 하는 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제16권4호
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• pp.59-65
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• 2003

샌드위치 구조물의 응용된 형태인 스마트 스킨 구조물을 ABAQUS로 유탄요소 해석하였다. 심재로 쓰이는 하니컴은 일반적으로 두께 방향 강성 및 전단 강성만 제작회사에 의하여 제공된다. 이를 바탕으로 하니컴 재료의 물성을 추정하여 다른 방향의 제공되지 않는 물성을 계산하였고, 이를 유탄요소 해석시 물성 자료로 적용하였다. 또한, 스마트 스킨 구조물의 좌굴 및 3점 굽힘 거동을 유한요소 해석하였으며, 기존의 실험결과 및 이론값과 비교 분석하였다. 비교적 결과가 잘 일치하였다. 본 연구를 통하여서 하니컴의 물성을 상용 패키지에 적용하는 방법 및 타당한 근거를 제시하였고, 이 결과를 바탕으로 스마트 스킨 구조물을 상용패키지로 유한요소 해석시 지침을 제시할 수 있다

• 한국재료학회지
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• 제11권12호
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• pp.1057-1062
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• 2001

We investigated the change of mechanical properties for TiNi shape memory alloy by heat treatment. 6061Al matrix composites with TiNi shape memory alloy as reinforcement were fabricated by vacuum casting. TiNi alloy has the maximum tensile strength at 673K treated and there is no change of tensile strength and hardness at 448K treated. The composites, prepared by vacuum casting, showed good interface bonding by vacuum casting. It was about 3$\mu\textrm{m}$ of thickness of the diffusion layer. Tensile strength of the composite was in higher than that of 6061Al alloy as increased value of about 70MPa at room temperature and about 110MPa at 363K. We thought that the increase of the tensile strength at 363K was due to reverse transformation of the TiNi shape memory alloy.