Various morphologies of copper oxide (CuO) have been considered to be of both fundamental and practical importance in the field of electronic materials. In this study, using Cu ($0.1{\mu}m$ and $7{\mu}m$) particles, flake-type CuO particles were grown via a wet oxidation method for 5min and 60min at $75^{\circ}C$. Using the prepared CuO, AlN, and silicone base as reagents, thermal interface material (TIM) compounds were synthesized using a high speed paste mixer. The properties of the thermal compounds prepared using the CuO particles were observed by thermal conductivity and breakdown voltage measurement. Most importantly, the volume of thermal compounds created using CuO particles grown from $0.1{\mu}m$ Cu particles increased by 192.5 % and 125 % depending on the growth time. The composition of CuO was confirmed by X-ray diffraction (XRD) analysis; cross sections of the grown CuO particles were observed using focused ion beam (FIB), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and energy dispersive analysis by X-ray (EDAX). In addition, the thermal compound dispersion of the Cu and Al elements were observed by X-ray elemental mapping.
Expanded graphite (EG)/Ag nanoparticle composites were synthesized by the chemical reduction of Ag ions, followed by the addition of expanded graphite into an Ag reducing solution. The prepared composites showed uniform dispersion of Ag nanoparticles on the surface of expanded graphite and exhibited relatively higher thermal conductivities than those of pure expanded graphite. In the case of 10% Ag content in the composite, the thermal conductivity in the thickness direction was 78% higher than the pure expanded graphite. We suggest that EG/Ag nanoparticle composites are a strong candidate for advanced heat spreading material.
In this study, the enhancement of the thermal conductivity of water in the presence of multi-walled carbon nanotubes, MWCNT, was investigated. Sodium Dodecyl Sulfate, SDS, and Polyvinylpyrrolidone, PVP, were employed as the dispersant. SDS or PVP was added in pure water. And then, MWCNT of 0.0005, 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.01, and 0.02 vol% was dispersed respectively. The thermal conductivity and the viscosity were measured with a transient hot-wire instrument built for this study and the DV II+ Pro viscometer. The results showed that PVP had good thermal conductivity at 300 wt% and this was better than that of SDS 100 wt%, also, the viscosity of nano fluid added PVP rapidly increased until 0.02 vol%.
Khalaf, Basima Salman;Fenjan, Raad M.;Faleh, Nadhim M.
Advances in materials Research
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제8권3호
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pp.219-235
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2019
This research is devoted to analyzing mechanical-thermal post-buckling behavior of a micro-size beam reinforced with graphene platelets (GPLs) based on geometric imperfection effects. Graphene platelets have three types of dispersion within the structure including uniform-type, linear-type and nonlinear-type. The micro-size beam is considered to be perfect (ideal) or imperfect. Buckling mode shape of the micro-size beam has been assumed as geometric imperfection. Modified couple stress theory has been used for describing scale-dependent character of the beam having micro dimension. Via an analytical procedure, post-buckling path of the micro-size beam has been derived. It will be demonstrated that nonlinear buckling characteristics of the micro-size beam are dependent on geometric imperfection amplitude, thermal loading, graphene distribution and couple stress effects.
This paper is devoted to the presentation of a numerical study on vibration behavior of composite panels reinforced by glass fibres and carbon nanotubes (CNTs) subjected to thermal environments. The effect of temperature variation has been included as thermal load acting on in-plane direction of the panel. To model the composite material, a micromechanical model which contains random dispersion of nanotubes and single-direction fibers has been selected. The geometry of the panel has been considered to have a single curveture along its width. Based on the above assumptions, the governing equations have been derived by using thin shell theory capturing the panel curveture and also nonlinear deflections. Finally, the panel dependence on various factors such as the curveture, nanotube amount, fiber volume, fiber direction and temperature variation has been researched.
Jung, Hyun-Taek;Cho, Young-Min;Kim, Tae-Ho;Kim, Tae-Ann;Park, Min
Carbon letters
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제11권2호
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pp.107-111
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2010
We prepared the amine epoxy adducts (AEA)/thin multiwalled carbon nanotubes (TWCNTs) composite particles using nonsolvent based methods including dry mechano-chemical bonding(MCB) process and supercritical fluid (SCF) process. The resulting TWCNTs/AEA composite particles have been used as curing agents for urethane modified bispheol A type epoxy resin. The thermal, thermomechanical properties of the epoxy resins cured with TWCNTs/AEA composite particles were measured by DMA and the dispersion of CNT was characterized by SEM. Because of high degree of CNT dispersion, thermal and mechanical properties of the epoxy resin cured with TWCNTs/AEA composite particles prepared by SCF process are better than those cured with mechano-chemically prepared TWCNTs/AEA composite particles.
Exhaust gases of a vessel from a main engine, a diesel generator and an incinerator contain very harmful substances like soot, $SO_2$ and NOx. Careful design of funnel shape is required to prevent those harmful exhaust gases from influencing on accommodation and a fan room. Meanwhile, the exhaust gases are also hot enough to damage electronic devices like radar. Therefore the funnel design should be considered so that electronic devices are not directly exposed to the exhaust gas in the strong stern wind. This study may propose guidelines of optimum design criterion for the anti-thermal damage design of the electronic devices and anti-recirculating design of harmful exhaust gas near the accommodation. From CFD analyses, we can understand that the major factors affecting the exhaust gas dispersion are the large scale mixing by separation vortices and the sluggish flow in the recirculation region. We hope that the funnel flow analysis around ship's funnel is used for practical optimum funnel design to minimize the exhaust gas dispersion by adjusting the funnel shape, the position of the exhaust pipe, the shape of bulwark, the exhaust direction of air ventilated an engine room and the angle of the exhaust pipe.
Since it is important to understand the bio-climatic change in Seoul for ecological city planning in the future, this paper gives an overview on bio-climate analysis of urban environments at Seoul. We analyzed its characteristics in recent years using the observations of 24 of Automatic Weather Station (AWS) by Korea Meteorological Administration (KMA). In urbanization, Seoul metropolitan area is densely populated and is concentrated with high buildings. This urban activity changes land covering, which modifies the local circulation of radiation, heat and moisture, precipitation and creating a specific climate. Urban climate is evidently manifested in the phenomena of the increase of the air temperature, called urban heat Island and in addition urban sqall line of heavy rain. Since a city has its different land cover and street structure, these form their own climate character such as climate comfort zone. The thermal fold in urban area such as the heat island is produced by the change of land use and the air pollution that provide the bio-climate change of urban eco-system. The urban wind flow is the most important climate element on dispersion of air pollution, thermal effects and heavy shower. Numerical modeling indicates that the bio-climatic transition of wind wake in urban area and the dispersion of the air pollution by the simulations of the wind variation depend on the urban land cover change. The winds are separately simulated on small and micro-scale at Seoul with two kinds of kinetic model, Witrak and MUKLIMO.
The objective of present paper is assessment of dynamic buckling behavior of an embedded sandwich microplates in thermal environment in which the layers are reinforced through functionally graded carbon nanotubes (FG-CNTs). Therefore, mixture rule is taken into consideration for obtaining effective material characteristics. In order to model this structure much more realistic, Kelvin-Voigt model is presumed and the sandwich structure is rested on visco-Pasternak medium. Exponential shear deformation theory (ESDT) in addition to Eringen's nonlocal theory are utilized to obtain motion equations. Further, differential cubature method (DCM) as well as Bolotin's procedure are used to solve governing equations and achieve dynamic instability region (DIR) related to sandwich structure. Different parameters focusing on volume percent of CNTs, dispersion kinds of CNTs, thermal environment, small scale effect and structural damping and their influences upon the dynamic behavior of sandwich structure are investigated. So as to indicate the accuracy of applied theories as well as methods, the results are collated with another paper. According to results, presence of CNTs and their dispersion kind can alter system's dynamic response as well.
탄소 나노 튜브는 탄소 원자들이 육각형의 벌집모양으로 서로 연결된 고분자 탄소동소체로 다중벽일 경우 $3000W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$, 단일벽일 경우 $6000W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$ 정도로 매우 높은 열전도도를 보인다. 본 연구에서는 단일 빔과 이중 빔 방법으로 열렌즈 효과를 이용하여, 1.5 M 다중벽 탄소 나노튜브 분산액의 투과율과 열확산도를 측정하였다. 단일 레이저 빔의 진행방향으로 시료를 움직이는 z-scan 방법을 통해 비선형 광학계수들을 구하고, 이중 레이저 빔을 이용하여 열확산도를 측정하였다. 펌프 빔으로는 파장 532 nm이고 세기가 100 mW인 DPSS (Diode-pumped solid state, DPSS) 레이저를 사용하였고, 프로브빔으로는 파장이 633 nm이며 세기가 5 mW인 He-Ne 레이저를 사용하였다. 실험 결과 농도가 9.99, 11.10, 16.65, 19.98 mM일 때 비선형 흡수계수는 각각 0.046, 0.051, 0.136, 0.169 m/W였다. 또한 비선형 굴절률은 0.20, 0.51, 1.25, $1.32{\times}10^{-11}m^2/W$였고, 열확산도 평균치는 $1.33{\times}10^{-6}m^2/s$이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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