• Title/Summary/Keyword: 다중 벽 탄소나노튜브

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산화 탄소 나노 튜브 나노유체의 열적 특성에 대한 연구

  • Sim, Da-Min;Yang, Yong-U;Kim, Yeong-Hun;Kim, Hyo-Seok;Kim, Nam-Jin
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.383.2-383.2
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    • 2016
  • 임계 열유속 현상은 열전달 시스템에서 가열조건이나 유동조건이 변함에 따라 열전달 표면 부근의 유체상태가 액체에서 기체로 바뀌면서 열전달계수가 급격히 감소하는 현상을 말한다. 임계 열유속 발생 시 핵 비등 영역에서 순간적으로 막 비등 영역으로 넘어가면서 원전 시스템의 물리적 파괴를 일으킬 수 있게 된다. 따라서 임계 열유속 현상은 시스템 설계 및 안전해석 뿐만 아니라, 열교환 및 냉각 장치 설계에서 중요하게 고려되고 있다. 특히, 비등 열전달 시스템에서 임계 열유속 발생 시 시스템의 물리적 손상을 야기하게 된다. 따라서 원전 시스템을 보호하면서 성능을 극대화시키기 위해서는 임계 열유속 향상이 필수적이며, 임계 열유속 향상을 위한 대안 중 하나로서 열적 특성이 우수한 나노유체를 열전달 시스템에 적용하여 임계 열유속 향상을 위한 연구가 지속되고 있다. 따라서 본 연구에서는 산화 처리된 다중벽 탄소나노튜브 나노유체를 사용하여 각각 0.5 m/s, 1.0 m/s, 1.5 m/s의 유속에서 임계 열유속과 열전달 계수를 측정하였다. 그 결과 산화 처리된 다중벽 탄소나노튜브 나노유체의 유속이 증가 할수록 임계 열유속이 증가하는 것을 확인 하였으며, 순수물과 비교하여 최대 62.64% 증가함을 확인하였다. 그리고 산화 처리된 다중벽 탄소나노튜브 나노유체의 비등 열전달 계수 또한 유속이 증가 할수록 비등 열전달 계수가 증가하는 것을 확인하였며 최대 24.29% 증가함을 확인하였다.

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Synthesis Long Multi-Walled Carbon Nanotubes by Water-Assisted Thermal-CVD (물 첨가 열화학기상증착을 이용하여 긴 다중벽 탄소나노튜브의 합성)

  • Jeon, Hong-Jun;Kim, Young-Rae;Lee, Nae-Sung
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.220-220
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    • 2008
  • 물 첨가 열화학기상증착을 이용하여 750도에서 길고 수직 성장한 다중벽 탄소나노튜브를 합성하였다. 사용된 기판으로는 우선 실리콘 웨이퍼에 열 증착기로 확산 방지층으로 Ti 50 nm를 입히고 그 위에 Al 15 nm를 입히고 난 후 촉매 층으로 Invar 36 (63 wt% Fe, 37 wt% Ni)을 1 nm 얇게 증착하였다. 탄소나노튜브의 성장에 사용된 가스는 Ar, $C_2H_2$ 이다. Ar은 분위기 가스로 사용되었고, $C_2H_2$는 탄소나노튜브의 성장에 관여하는 가스이다. 또한, 합성중에 약간의 물을 첨가함으로 기존의 탄소나노튜브 성장 길이보다 10배 가량 더 성장 하였다. 이것은 합성 중의 물 첨가로 인해 촉매 입자들의 활동성이 기존에 비해 더 증가했다는 것을 보여준다. 합성된 탄소나노튜브의 길이와 정렬도를 보기 위해 주사전자현미경 (scanning electron microscopy, SEM)을 이용하였고, 탄소나노튜브의 지름과 벽의 개수를 파악하기 위해 투과전자현미경 (transmission electron microscopy)을 이용하였다.

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플라즈마 처리에 의한 원뿔형 다중벽 탄소나노튜브 다발의 형성기전

  • Im, Seon-Taek;Kim, Gon-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.129-129
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    • 2010
  • 플라즈마 처리를 통하여 수직 합성된 다중벽 탄소나노튜브가 원뿔형 다발이 될 수 있으며 원뿔형 탄소나노튜브 다발은 기존의 구조적, 기계적 성질의 향상과 더불어 향상된 전계방출 능력을 가질 것으로 기대되어 이를 X-선원, 전계방출디스플레이(FED), 유기발광다이오드(OLED) 백라이트 등의 전자빔 원으로 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 원뿔형 탄소나노튜브 다발의 형상 제어를 통하여 전계방출특성을 향상시킬 수 있으며 이를 위해 원뿔형 탄소나노튜브 다발이 생성되는 메커니즘과 조사되는 플라즈마의 역할에 대해서 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 플라즈마 생성부와 조사부를 분리한 유도결합형 플라즈마 원을 사용하여 입사되는 이온의 에너지, 조사량, 입자 종을 독립적으로 제어하였고 이를 통하여 원뿔형 탄소나노튜브 다발이 형성되는 메커니즘과 플라즈마의 역할을 밝혀내었다. 알곤 및 수소 플라즈마 처리에서는 원뿔형 탄소나노튜브 다발이 형성되지 않았으나 질소 및 산소 플라즈마 처리에서는 원뿔형 탄소나노튜브 다발이 형성되었다. 특히 산소 플라즈마 처리가 원뿔형 탄소나노튜브 다발 형성에 효과적이었다. 원뿔형 탄소나노튜브 다발의 형성 메커니즘은 탄소나노튜브의 분극과 쉬스 전기장의 상호작용을 이용한 모델을 사용하여 설명하였다. 질소 및 산소 플라즈마 처리에서는 탄소나노튜브 끝단에 생성되는 C-N, C-O 결합에 의해 향상된 유도 쌍극자와 쉬스 전기장에 의해 탄소나노튜브 끝단이 모여 원뿔형 탄소나노튜브 다발이 생성됨을 밝혀내었다. 산소 플라즈마 처리에서 입사되는 이온의 에너지 조절에 의한 쉬스 전기장 조절과 조사량 조절을 독립적으로 수행하여 원뿔형 탄소나노튜브 다발의 직경 및 높이가 쉬스 전기장 및 조사량에 따라 조절 가능함을 보였다. 이로부터 입사되는 이온의 입자 종, 쉬스 전기장 및 조사량 조절 등의 플라즈마 인자 조절을 통하여 원뿔형 탄소나노튜브 다발의 형상 제어가 가능함을 보였다. 탄소나노튜브의 형상 제어와 더불어 세슘 입자 삽입을 통한 탄소나노튜브의 일함수 감소를 통하여 향상된 전계 방출 특성을 갖는 탄소나노튜브 팁의 제조 가능성을 확인하였다.

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Characteristics of Carbon Nanotube Oscillator for Embedded System (임베디드 시스템을 위한 탄소나노튜브 오실레이터의 특성 해석)

  • Lee, Jun-Ha;Yang, Seung-Won
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.180-183
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    • 2008
  • 탄소 나노 튜브(CNT)들로 구성된 다중벽 탄소 나노튜브 진동은 분자사이의 역학적인 시뮬레이션에 의해 조사되었다. 그 결과는, 벽간의 결합이 주파수 분할을 이끌고 세개의 주파수 제너레이터로써의 2차 함수 벽, 5차 벽, 6차벽으로 된 오실레이터와 직경으로부터 독립적인 적합성 제안을 위해 지속적인 세개의 정점이 있다는것을 보여준다. 더욱이 적어도 MWCNT 진동의 초기의 주파수중 하나는 이중벽진동의 초기주파수보다 낮다.

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Measurement of Mechanical Property and Thermal Expansion Coefficient of Carbon-Nanotube-Reinforced Epoxy Composites (탄소나노튜브로 강화된 에폭시 복합재료의 기계적 물성과 열팽창 계수 측정)

  • Ku, Min Ye;Kim, Jung Hyun;Kang, Hee Yong;Lee, Gyo Woo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.37 no.5
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    • pp.657-664
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    • 2013
  • By using shear mixing and ultrasonication, we fabricated specimens of well-dispersed multi-walled carbon nanotube composites. To confirm the proper dispersion of the filler, we used scanning electron microscopy images for quantitative evaluation and a tensile test for qualitative assessment. Furthermore, the coefficients of thermal expansion of several specimens having different filler contents were calculated from the measured thermal strains and temperatures of the specimens. Based on the microscopy images of the well-dispersed fillers and the small deviations in the measurements of the tensile strength and stiffness, we confirmed the proper dispersion of nanotubes in the epoxy. As the filler contents were increased, the values of tensile strength increased from 58.33 to 68.81 MPa, and those of stiffness increased from 2.93 to 3.27 GPa. At the same time, the coefficients of thermal expansion decreased. This implies better thermal stability of the specimen.

Effect of glass beads on dispersion properties of EVA/MWCNT foams (유리비드가 EVA/MWCNT 발포체의 분산특성에 미치는 영향)

  • Kim, Taeyoon;Lee, Seunghyun;Ching, Ildoo
    • Journal of Adhesion and Interface
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    • v.19 no.2
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    • pp.68-73
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    • 2018
  • In this study, conductive EVA foams including multi-wall carbon nanotubes (MWCNT), glass beads were prepared. The electrical conductivity and physical properties of the foams were confirmed with varying amount of MWCNT, mixing time, and amount of glass beads. The electrical conductivity increased with the amount of MWCNT. Dispersity of MWCNT in EVA foams were improved with glass beads. It can be suggested that conductive EVA foams can be successfully prepared with improved dispersity of MWCNT in ethylene-vinyl acetate by using glass beads.

Analysis of Nanotube Actuator Application using Molecular Dynamics Method (분자동역학 방법을 이용한 다중벽 탄소 나노튜브 진동자 응용 해석)

  • Lee, Jun-Ha;Lee, Hoong-Joo
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.232-235
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    • 2006
  • 본 논문은 금속 이온에 둘러싸인 다중벽 탄소 나노튜브를 이용한 기가급 진동자의 응용 가능성에 대한 해석을 수행하였다. 탄소 나노튜브 오실레이터 안쪽에 포함된 칼슘 이온들은 외부에서 공급된 전계에 의해 가속될 수 있고 $nK^+@CNT$ 오실레이터로 구성된 기가 헤르쯔 진동자는 본 연구의 분자동역학 시뮬레이션에서 공급된 전계에 의해 초기화될 수 있었다.

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Degradation Characteristics of Multi-walled Carbon Nanotube Embedded Nanocomposites (다중벽 탄소나노튜브가 함유된 나노복합재의 열화 특성)

  • Yoon, Sung Ho;Park, Ji Hye
    • Composites Research
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    • v.30 no.6
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    • pp.422-428
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    • 2017
  • The moisture absorption behavior, tensile properties, and thermal analysis properties of MWCNT embedded nanocomposites exposed to temperature and moisture were evaluated. The contents of MWCNT were 0 wt%, 1 wt%, and 2 wt%, respectively. The specimens were exposed to immersed conditions at $25^{\circ}C$ and $75^{\circ}C$ for up to 600 hours. According to the results, the apparent moisture content increased as the exposure time increased, but the difference between the maximum moisture content and the moisture content at 600 hours was almost constant. The tensile modulus decreased with increasing exposure time and the degree of decrease was increased significantly as the MWCNT content and exposure temperature increased. The tensile strength decreased with longer exposure time without MWCNT, but increased with MWCNT due to the reinforcing effect of MWCNT. The storage modulus, glass transition temperature, tan d peak magnitude were low as the exposure time increased, but tan d curves with two peaks appeared when exposed to high exposure temperature for more than 300 hours.

Investigation of the antibacterial and mechanical properties of glassionomer cement containing multiwall carbon nanotube(MWCNT) (다중벽 탄소나노튜브를 첨가한 글라스아이오노머시멘트의 항균효과 및 기계적 특성)

  • Jeong, mi-ae;Kim, dong-ae
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.485-486
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    • 2017
  • 치과용 글라스아이오노머(GIC)는 치과에서 폭넓게 응용되고 있는 재료 중 하나이다. 그러나 GIC의 낮은 기계적 특성으로 인해 구강내 사용범위가 제한적이다. 이에 본 연구는 기능성 다중벽 탄소나노튜브(multi wall carbon nanotube; MWCNT-COOH)를 각 농도별(0.25-1.0 wt%)로 기존의 분말에 첨가하여 복합체를 제조한 후 제조사의 지시에 따란 분말(2):액(1)의 비율로 시편을 제작하여 다중벽탄소나노튜브가 GIC의 기계적 특성과 항균효과에 미치는 영향을 조사하였다.

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Low Temperature Growth of Multi-walled Carbon Nanotubes by Water-assisted Chemical Vapor Deposition (물 첨가된 열 화학 기상 증착법을 이용한 다중벽 탄소나노튜브의 저온 합성)

  • Kim, Young-Rae;Jeon, Hong-Jun;Lee, Nae-Sung
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.430-430
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    • 2008
  • 열화학기상 증착법으로 2원계 합금인 Invar 36(63wt% Fe, 37wt% Ni)을 이용하여 다중벽 탄소나노튜브를 360도의 저온에서 까지 합성이 가능함을 확인하였다. 촉매와 Si 기판과의 silicide형성을 막기 위한 Ti층의 두께가 증가함에 따라서 탄소나노튜브의 길이가 잘 자라는 것을 확인하였으며, 미량의 물이 첨가 되었을 경우 탄소나노튜브의 길이 성장에 큰 변화가 있음을 확인하였다. 또한 물을 포함하는 실험에서는 촉매인 Invar36의 두께가 0.5 nm 일 때에 비하여 0.25 nm 두께에서 물에 대한 영향이 더 크게 나타남을 SEM 사진을 통해 확인할 수 있었다.

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