We have developed a versatile method for the preparation of chemically linked graphene/multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) hybrid materials via simple acid-catalyzed dehydration reaction between graphene oxide (GO) and amine-functionalized MWNTs (af-MWNTs). In this condition, ketone (-C=O) groups in GO and primary amine (-NH2) moieties in af-MWNTs readily react to form imine (-C=N-) linkage. The chemical structures of graphene/MWNTs hybrid materials have been investigated using various microscopic and spectroscopic measurements. As a result of the synergetic effects of hybrid materials such as improved surface area and the superior structural restoration of graphitic networks, the hybrid materials demonstrate improved capacitance with excellent long-term stability. Furthermore, controlled experiments were conducted to optimize the weight ratio of graphene/MWNTs in hybrid materials. The highest capacitance of 132.4 F/g was obtained from the GM7.5 material, in which the weight ratio between graphene and MWNTs was adjusted to 7.5/1, in 1M KOH electrolyte at a scan rate of 100 mV/s.
Kim, Tae-Woo;Yang, Zhao-Rui;Na, Doo-Hyun;Lee, Young-Seog
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.35
no.11
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pp.1369-1375
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2011
Shot ball impacts to materials cause residual compressive stress on their surfaces. Improving the fatigue strength of a material that has this residual compress stress is the purpose of the shot peening process. A numerical study was performed to evaluate the effect of the strain rate sensitivity and hardness of the shot ball on the residual compressive stress. We calculated the residual compressive stress due to multiple impact shot peening using ABAQUS 6.9-1. AISI 4340 steel was the material used in this study. We compared the effects of high strain rate sensitivities and low strain rate sensitivities and found that when the material's sensitivity to the strain rate increased, the residual compressive stress decreased. In addition, the residual compressive stress of low-hardness material is higher than that of high-hardness material.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.34
no.8
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pp.997-1006
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2010
For manufacturing modern cars, so-called multi-materials, such as aluminum alloy with high-strength steels, are used. For obtaining such materials, a new joining method is required to achieve the multi-material design. Mechanical clinching is one of joining methods used to join the dissimilar materials. The objective of this study is to investigate the characteristics of mechanical clinching of Al5052 alloy to high-strength steels (SPFC440, 590, 780). Using FE-analysis and clinching experiment, the joinability of Al5052 alloy to high-strength steel is evaluated by geometrical shape of mechanical clinched joint, such as neck-thickness and undercut. Further, the joint strength is evaluated by performing a single-lap shear test. The upper high-strength steel SPFC780 was not clinched because of the necking of the upper sheet. The joint strength increased with increasing strength of the upper sheet. For the lower high-strength steel sheet, the joinability and joint strength decreased with increasing strength of the lower sheet.
가역적인 표면 젖음성의 제어가 가능한 스마트 표면은 첨단 센서, 기능성 멤브레인 등 여러 산업분야에 적용될 수 있는 계면제어 기술로써 많은 관심을 받을 것으로 기대된다. 표면의 젖음성은 표면의 화학적 구조와 기하학적 입체 구조에 의해 영향을 받는 데, 특히 외부자극에 의해 소재 물성을 가변시킬 수 있는 스마트 고분자 소재를 나노구조가 제어된 표면에 도입함으로써 표면의 젖음성을 초발수에서 초친수로 가역적으로 전환시킬 수 있는 스마트 표면을 효과적으로 구현할 수 있다. 자극 응답성 스마트 소재는 인가하는 외부자극에 따라 물리적 자극(빛, 온도, 전기, 자기)과 화학적 자극(pH, 용매, 이온)으로 구분할 수 있으며, 이를 복합적으로 적용한 이중/다중 유발 자극에 반응하는 소재가 있다. 본 기고문에서는 외부자극에 응답하는 자극응답성 고분자를 나노 구조 표면에 도입하여 초발수에서 초친수로의 가역적인 젖음성 변화가 가능한 고기능성 스마트 표면의 최근 연구 동향과 미래 전망에 대해 소개하고자 한다. 이런 다양한 외부자극을 이용한 표면 특성의 가역적 제어 기술을 통해 물-오일의 분리, 바이오센서, 약물 전달, 소프트로보틱스와 같은 스마트 소재의 잠재적 발전 가능성 또한 엿볼 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문은 페라이트의 온도특성을 측정하기 위한 다중측정시스템의 설계에 관하여 연구한 것이다. 본 시스템은 전기로의 온도를 제어하기 위한 열전대 콘트롤러, 릴레이 동작을 제어하기 위한 릴레이 콘트롤러 및 릴레이를 구동시키기 위한 스윗칭부, 그리고 GPIB를 이용한 LCR메터 제어부와 이들을 마이크로 컴퓨터와 통신하기 버스 라인으로 구성하였다. 열전대 콘트롤러와 릴레이 콘트롤러는 8255A(Intel LSI)를 주로 이용하여 설계하였으며 릴레이로는 고주파용 릴레이를 사용하여 스윗칭 트랜지스터로 구동시키는 방법을 택하였다. 그리고 LCR-메터에는 GPIB(AD50488)보드를 사용하였다. 측정시료로서는 복합첨가제방식에 의하여 제작된 Mn-Zn-Fe계 페라이트의 시편을 사용하였으며 시료의 특성측정은 자체 제작한 자동계측시스템을 이용하여 분석하였다. 측정결과 온도보상점 T$_{o}$ 와 큐리온도 T$_{c}$ 바로 아래에서 투자율의 급격한 변화를 확인할 수 있었다. 그리고 특성의 계측에 있어서 일관성이 있고 정확한 자료를 얻을 수 있었으며 따라서 본 시스템이 인터페이스와 컴퓨터 사이의 연결성이 좋은 자동다중계측시스템으로 활용 할 수 있음을 확인한다.
반도체 기반 양자점 (QD)소재와 CsPbX3 (X=Cl, Br, I)기반 perovskite 양자점 또는 나노결정 소재(PNC)는 매우 우수한 양자효율과 좁은 발광 선폭으로 고색재현성 디스플레이 색변환 소재 또는 발광 소재로서 각광을 받고 있다. 그러나, 기존 화학적 합성법을 통해 제조되는 QD 및 PNC 소재는 취약한 열 및 화학적 안정성으로 인해 장기 내구성의 개선이 요구된다. 이들 QD 및 PNC 소재는 모두 완전 무기 소재인 산화물 기반 유리 소재내에 생성이 가능하며, 이를 통해 장기 내구성을 근본적으로 개선할 수 있다. 반도체 기반 QD 함유 유리소재 (QDEG)의 경우, 유리 내 core/shell 구조를 가진 QD의 생성으로 양자효율의 향상이 가능했으나, 콜로이드 기반 양자점 (cQD)과 달리 다중 shell의 형성이 어려워 양자효율이 제한되고, 발광 선폭이 넓어 고색재현성 디스플레이용 색변환 소재로 적용되기에는 아직 한계가 있다. 한편, Perovskite 양자점 (또는 나노결정) 함유 유리소재 (PNEG) 소재는 QDEG과 달리 콜로이드 기반의 PNC (c-PNC)가 가지는 우수한 양자효율과 20 nm 수준의 좁은 선폭을 유리 내에서도 가지며, c-PNC 대비 열적, 화학적 및 광학적 안정성이 획기적으로 향상되어 실질적인 응용 가능성을 높이고 있다. 특히, 일반적인 용융-급랭법으로 제조하여 대량생산에 용이하고, 분말 또는 판상 등 다양한 형태로의 제작이 가능한 장점이 있다. 현재까지 제조된 PNEG의 최대 PL-QY는 450 nm 여기 시 녹색 및 적색에서 약 60% 수준이며, Al2O3 분말을 이용할 경우 최대 80% 수준까지 달성이 가능하다. 또한, PNEG과 blue LED를 이용하여 백색 LED를 구현할 경우 color filter를 적용하지 않을 때, NTSC 대비 최대 약 130 % 수준의 높은 색재현 영역을 보여 주고 있으며, 실제 LCD용 BLU로 적용 시 기존 상용 c-QD 소재와 동등 이상의 색재현 영역을 보이고 있어, 실질적인 응용 가능성이 매우 높음을 확인하였다. PNEG의 상업적인 응용을 위해서는 몇 가지 추가적인 연구 개발이 필요하다. 기존 c-QD 또는 c-PNC는 나노 수준 크기의 입자가 액상에 분산된 형태로 입도 제어가 용이하나, PNEG의 경우 분말 제조 시 유리 형성 후 분쇄를 통해 제조되며, 입도가 대개 수십 ㎛ 이하로 작아질 경우 PL-QY가 저하되어, 향후 잉크젯 공정 응용을 위해서는 고효율의 분말 제조공정 개발이 필요하다. 또한, 유리 소재의 경우 절연체로서 기존 QD 소재 대비 electro-luminescence(EL) 소자의 활성층으로 사용하는데 제약이 있어 PNEG을 이용한 EL 소자 제작에 대한 연구도 필요하다. 마지막으로, 기존 c-PNC 소재와 같이 Pb가 함유되지 않은 PNEG 소재의 개발이 선결되어야 할 것으로 판단된다. 이와 같은 해결 과제들에도 불구하고, PNEG 소재는 기존 c-QD 소재 대비 매우 우수한 안정성을 기반으로 고품위 고색재현 디스플레이용 색변환 소재로서 다양한 응용에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.18
no.10
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pp.93-98
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2019
Recently, with the development of the aerospace and automotive industries, the demand for high-melting-point materials has increased. However, high-melting-point materials are difficult to cut through conventional machining methods. Thermally assisted machining (TAM) is a method for improving the machinability by preheating the materials. A laser, the most commonly used device for TAM, has high efficiency through local preheating but is not sufficient for maintaining a high preheating temperature due to rapid cooling. However, the use of multi-heat sources can supplement the disadvantage of a single heat source. The high preheating temperature can be maintained with a wide and deep heat-affected zone (HAZ) by multi-heat sources. The purpose of this study is to analyze the preheating effects of multi-heat sources using laser plasma. Thermal analysis and preheating experiments were carried out. As a result, the high preheating effect of multi-heat sources compared with a single heat source was verified.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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