• 제목/요약/키워드: 단분산 입자

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입자 분산 복합재료의 기계적 성질 추정 (Estimation of Mechanical Properties for Particle Dispersed Composites)

  • 문탁진;임대순
    • 대한화학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.414-420
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    • 1982
  • 유한요소법을 이용하여 니켈입자가 분산된 폴리에틸렌의 기계적 성질을 추정하였다. 이 해석에서 다음 2단계의 과정을 통해 조사하였다. 첫 단계는 모재의 중심부에 구상의 물질을 포함하는 이른바 단일요소 모델을 생각하여 이것을 유한요소법에 의해 계산하였고, 다음 단계는 이러한 단일요소 모델이 모여 전체를 구성하고 있으므로 이 단일 모델이 조합된 형태의 전체 모델을 설정하여 해석 하는 것이다. 이 두 과정에서 니켈과 폴리에틸렌의 두상만을 고려한 2상 모델과, 니켈과 폴리에틸렌의 복합재료에서 이른 바 transcrystalline 구역이 관찰되어 이 구역을 고려한 3상 모델의 두 모델을 각각 사용하여 그 차이를 살펴 보았다. 유한요소법은 임의의 하중에서 응력 및 변위의 계산을 가능하게 한다. 이 컴퓨터로 계산된 출력으로 부터 탄성계수, poisson 비 및 복합재료의 응력 분포등을 얻을 수 있었다. 이 유한요소법에 의한 계산과 인장 실험을 통한 실험결과는 서로 잘 일치한다.

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Sol-Gel Process를 이용한 SiO2/TiO2 복합 미립자의 합성 (Preparation of SiO2/TiO2 Composite Fine Powder by Sol-Gel Process)

  • 구상만;이동현;류창석;이용은
    • 공업화학
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    • 제8권2호
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    • pp.301-307
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    • 1997
  • 응집이 없는 단분산의 $SiO_2/TiO_2$ 복합 미립자를 얻기 위하여 $TiO_2$seed가 분산되어 있는 에탄올 수용액과 TEOS (Tetraethyl Orthosilicate)를 에탄올에 녹인 용액을 혼합하여 $TiO_2$ 주위에서 TEOS가 가수분해 및 축합 반응이 일어나도록 유도하여 복합 미분말을 제조하였다. 촉매로 암모니아를 사용하였고, 반응온도는 실온이었다. 반응변수는 TEOS의 농도, 암모니아의 농도, $TiO_2$ seed의 크기 및 양이었다. 응집이 없는 복합 미립자를 얻기 위한 최적조건은 [TEOS]=0.3M, [$NH_4OH$]=0.7M, $TiO_2$ seed의 크기가 200~300 nm이었고, 이때 $0.8{\sim}0.9{\mu}m$의 입자크기를 갖는 복합입자를 얻을 수 있었다.

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EPD(Electrophoretic Deposition)를 이용한 Ni-$Al_2O_3$ 경사기능재료(FGM) 코팅에 관한 연구

  • 김형섭;양승규;이선영
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.104.2-104.2
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    • 2012
  • 이종 재료의 접합에 대한 연구는 단일 재료에서 얻을 수 없는 물리적/기계적 특성과 이종 재료의 우수한 특성을 얻을 수 있다는 장점이 있어 국내외 적으로 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 이종 접합 기술은 구조재료와 에너지 변환분야에 가장 많이 사용되고 있으며, 그 외 광촉매와 Thin film, 경량구조재료 등에도 사용되고 있다. 그 중 FGM(Functional Graded Materials)는 조성의 점진적인 변화를 통하여 접합하는 방법으로 이종 재료 접합 시 발생하는 내부 응력을 해소해줌으로써 적합한 방법이라고 할 수 있다. FGM 제작에 사용되는 방법으로 널리 알려진 것들로는 plasma spraying, 원심주조, 분말 야금법, PVD, CVD 그리고 EPD(electrophoretic deposition) 등이 있다. 이중에서 EPD는 수용액이나 유기용매와 같은 분산매체 중에 콜로이드 입자의 표면에 대전되는 전하를 이용하여, 외부에서 전장을 걸어서 입자의 움직임을 제어하는 기술이다 EPD는 코팅 속도가 상대적으로 빠르고 두꺼운 코팅 층 제작이 가능하다. 또한 바인더, 윤활제 또는 가소제를 사용하지 않고 다양한 종류와 모양의 기판 위에 균일한 코팅이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 Ni substrate를 이용하여 그 위에 Ni과 $Al_2O_3$의 조성을 점진적으로 변화시켜 FGM을 EPD 방법으로 코팅하였다. 여기서 사용된 Ni은 높은 녹는점과 좋은 연성으로 인해 성형이 용이하여 구조재료로 적합하며, $Al_2O_3$는 고내열성과 내부식성을 가지며 경도가 높다는 장점이 있다. 본 연구에서는 EPD 방식을 이용하여 Ni/$Al_2O_3$ FGM을 코팅하였으며, 코팅 후 발생하는 substrate와의 접착력 문제를 해결하기 위해서 건조 방식과 substrate의 표면 상태를 최적화하여 다층의 Ni/$Al_2O_3$ FGM을 코팅 및 소결하였다. Zeta-potential 측정을 통해 electrophoretic mobility와 suspension의 분산 안정도를 평가 할 수 있었으며, X-ray 회절 분석(XRD)을 통하여 Ni 의 환원 여부를 확인하였다. 또한 Scanning electron microscopy(SEM) 분석을 통하여 미세구조 분석을 하였고, 최종적으로 Electron Probe Micro Analyzer (EPMA) 를 이용하여 다층 구조의 조성변화를 확인함으로 Ni/$Al_2O_3$의 FGM 코팅이 이루어졌음을 확인하였다.

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Polyorganosiloxane 변성 Polyurethane Dispersion의 제조와 그 특성 (Preparation and Properties of Polyorganosiloxane Modified Polyurethane Dispersion)

  • 강두환;윤영남
    • 공업화학
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    • 제21권1호
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    • pp.46-51
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    • 2010
  • 양말단에 하이드록시프로필 기를 갖는 폴리올가노실옥산을 합성한 다음 이를 isophorone diisocyanate (IPDI), propylene glycol (PPG) 및 2,2-bis(hydroxymethyl) propionic acid (DMPA)와 함께 공중합하여 폴리올가노실옥산변성 폴리우레탄 중합체(PDMS- PU)를 제조하였다. 이중합체의 양말단에 있는 이소시아네이트기를 butanon oxime으로 blocking시킨 다음 트리에틸아민(TEA)으로 중화시켜 PDMS-PU 수분체를 얻었다. 열분해로 deblocking되는 온도를 측정하였으며 수분산체는 우수한 수분산 안정성을 보였다. 중합 시 NCO/OH의 당량비를 1.12~1.53으로 하고 DMPA의 함량을 변화시켜 제조한 PDMS-PU 중합체의 수분산체에 대한 분산입자크기를 측정하였으며 반응물에서 DMPA의 함량을 7.2, 13.5, 18.7 mole%로 증가시킴에 따라 입자의 크기는 136, 100, 65 dnm로 감소하는 경향을 나타내었다. DMPA의 함량을 변화시켜 얻은 PDMS- PU 필름의 접촉각 및 접착강도를 측정하였다.

베시클을 이용한 단분산 구형 미분체 합성에서 베시클 내 알루미늄 이온의 침전조건과 침전메카니즘 (Condition and Mechanism of Precipitation of Intravesicular Aluminum Ion in Preparation of Monodispersed Spherical Fine Particles With Use of Vesicles)

  • 정종재;김창현;이병교;이창섭;이해욱
    • 대한화학회지
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    • 제40권8호
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    • pp.535-541
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    • 1996
  • 베시클을 이용한 알루미나 미분체 제조에 있어서 베시클 외부 분산계의 pH 변화, 즉 수산화이온의 농도변화가 베시클 내부에서 침전 반응기구 및 침전물의 입자 형태, 분포, 크기등에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다. 투과전자현미경(TEM)과 탁도계로 관찰한 결과 분산계의 pH가 11.4 및 11.3에서부터 베시클내부에서 알루미늄 이온과 수산화이온이 반응하여 침전물이 생성되기 시작하였고 pH 12.0 에서 평균입자 크기가 50nm정도의 미세하고 균일한 구형의 침전물이 형성되었다. pH12.3 이상인 영역에서는 시간경과에 따른 베시클간의 응집 및 합체가 일어나 베시클 내부의 침전물이 pH12.0에서 생성된 침전물 크기에 비해 약 두 배 정도 성장함을 알 수 있었다.

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졸-겔 법에 의한 단분산 구형 실리카 입자의 성장과 특성에 관한 연구 (Growth and Characteristics of Monodispersed Spherical Silica Particles by Sol-Gel Method)

  • 윤호성;박형상
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 13th KACG Technical Meeting `97 Industrial Crystallization Symposium(ICS)-Doosan Resort, Chunchon, October 30-31, 1997
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    • pp.13-19
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    • 1997
  • From the formation of the monodispersed silica particle which is a valuable for the industry by Sol-Gel process, the effects of the parameters participated in the process, the growth mechanism and the characteristics of silica particles for each rection conditions are investigated. To investigate about the formation of final silica particles, the suspension which performs the polymerization is reacted with molybdic acid, and the evolutions of TEOS and silica particle size are investigated in the reaction time ? 새 the characteristics of molybdic acid with the suspension. From the results, a constant number of silica particle is formed at early reaction stage. Silica particles grow through the aggregation of smaller particles and nucleation is rate-limiting step for the growth of particles. In the conditions of this study, spherical silica particles are formed, [NH$_3$] and [$H_2O$] concentration increase the particle size but particle size decrease with [$H_2O$] concentration which is a certain above region. Average particle sizes are 187.4~483.3 nm and standard deviations in the average particle size are 1.7~2.9% with each experimental condition. From the BET results, specific surface area is 5.5~23.4 $m^2$/g and these values decrease with increase size. The average pore size is 50~70$\AA$.

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자기조립을 통해 형성된 실리카 광자결정의 광특성에 미치는 열처리 효과 (Effect of Heat-Treatment on the Optical Properties of Self-Assembled SiO2 Photonic Crystals)

  • 오용택;김명순;신동찬
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.127-131
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    • 2005
  • 열처리가 단분산 구형 $SiO_2$ 나노 분말의 자기조립을 통하여 형성된 광자결정 박막의 광특성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 광밴드갭에 의해 나타나는 반사율 피크는 열처리 온도가 증가함에 따라 단파장 쪽으로 이동하였고, 빛의 회절에 의해 나타나는 Fabry-Perot fringes 피크의 강도도 증가하였다. 또한, 반사율의 절대값도 $250\~300^{\circ}C$ 사이에서 열처리한 시편에서 가장 높은 값을 나타내었다. 미세구조 분석에 따르면 저온열처리를 통하여 입자크기와 결함량이 줄어들고 결정의 치밀도는 증가하였다.

졸-겔법에 의한 단분산 실리카 나노입자 합성에 미치는 반응변수의 영향 (Effect of Reaction Parameters on Silica Nanoparticles Synthesized by Sol-gel Method)

  • 임영현;김도경;정영근
    • 한국분말재료학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.442-446
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    • 2016
  • The sol-gel method is the simplest method for synthesizing monodispersed silica particles. The purpose of this study is to synthesize uniform, monodisperse spherical silica nanoparticles using tetraethylorthosilicate (TEOS) as the silica precursor, ethanol, and deionized water in the presence of ammonia as a catalyst. The reaction time and temperature and the concentration of the reactants are controlled to investigate the effect of the reaction parameters on the size of the synthesized particles. The size and morphology of the obtained silica particles are investigated using transmission electron microscopy and particle size analysis. The results show that monodispersed silica particles over a size range of 54-504 nm are successfully synthesized by the sol-gel method without using any additional process. The nanosized silica particles can be synthesized at higher TEOS/$H_2O$ ratios, lower ammonia concentrations, and especially, higher reaction temperatures.

다단계 유화중합을 이용한 마이크론 크기의 PMMA/PDVB 및 PS/PDVB 단분산 입자의 제조 (Preparation of Micron-size Monodispersed PMMA/PDVB and PS/PDVB Particles by Multi-staged Seeded Emulsion Polymerization)

  • 최봉철;엄기범;변자훈;박홍수;우종표;백운필
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.370-379
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    • 2004
  • Highly crosslinked micron-size monodispersed PMMA/PDVB and PS/PDVB particles were prepared using seeded multi-stage emulsion polymerization. PMMA and PS seed particles were synthesized by seeded multi-stage emulsion polymerization and soap-free emulsion polymerization. Then PMMA/PDVB and PS/PDVB particles were obtained using semi-batch type emulsion polymerized using divinyl benzene as a cross-linkable monomer in the presence of seed particles. PMMA particles with size of ca. 730 nm and polydispersity of 1.03 were successfully prepared in this experiment. PS particles with size of ca. 1.5 ${\mu}m$ and polydispersity of 1.01 were prepared in this experiment. Highly crosslinked PS/PDVB particles with size of ca. 1.3 ${\mu}m$ and polydispersity of 1.00 were obtained.

타이어 마모성능 차이에 의한 타이어 마모입자 생성에 관한 기초 연구 (A Basic Study on the Generation of Tire & Road Wear Particles by Differences in Tire Wear Performance)

  • 강태우;김혁중
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.561-568
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    • 2021
  • 본 연구에서는 타이어 마모성능에 따른 타이어 마모입자 생성량 및 도로변 미세먼지 물질로써 타이어 소재와 도로 포장체 구성 성분의 정량화 분석을 위한 기초적 연구를 수행하였다. 이에, 타이어 트레드 부위 고무의 가황제/가황촉진제의 사용비를 달리하여 고무배합물을 제조하였다. 제조된 고무배합물의 물성 평가 결과 가황제/가황촉진제의 사용비가 증가할수록 가교밀도는 감소하여 마모성능이 불리한 조건임을 확인하였다. 밀폐된 실내 마모시험기에서도 가교밀도가 감소할수록 타이어 마모입자 생성량은 증가하였고, 손실량 100% 대비 84~86%의 타이어 마모입자를 포집할 수 있었다. 타이어 마모입자 중, 96.4~97.7% 분산, 2.3~3.6% 비산되는 것으로 평가되었다. 포집된 타이어 마모입자의 화학분석 결과, 타이어의 마모성능에 따라 타이어 마모입자 내 타이어와 도로 구성 성분 비율(63 : 37 → 75 : 25)이 변화됨을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서는 타이어 마모성능에 따라 타이어 마모입자 발생에 대한 영향성을 관찰하기 위하여 실제 도로 현장의 조건 대비 가혹한 실내 마모환경으로부터 실험을 수행하였다. 이에 타이어 마모입자 발생이 도로 포장체 성분보다 더 높은 함량으로 분석되었다. 추후 실제 도로 환경에서 완제품 타이어와 실제 차량을 이용하여 자동차 도로변 미세먼지 저감을 위한 실증화 연구 방법을 도출할 계획이다.