• 한국건축시공학회지
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• 제16권6호
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• pp.529-534
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• 2016

칼슘실리케이트계 무기단열소재는 주원료로 시멘트를 90%를 사용하는 다공성 무기단열소재이다. 기존 무기단열소재와 달리 고온의 수화반응 처리가 없기 때문에 가격이 저렴하며, 불연소재의 원료를 사용하여 화제의 위험성도 적다. 칼슘실리케이트 단열소재는 $0.13g/cm^3$의 밀도와 0.050W/mK이하의 우수한 열전도도를 갖는 단열소재이다. 칼슘실리케이트 단열소재는 경량화 될수록 내부 기포를 다량 함유해야 하며 기포를 다량 함유함에 따라 단열성 또한 우수해진다. 본 연구에서는 다량의 기포를 함유하며 일정강도발현을 목표로, 칼슘실리케이트계 무기단열소재의 주성분인 시멘트가 수화반응에 따라 초기 및 장기강도발현하는 특성을 이용하여 칼슘실리케이트계 무기단열소재에 적용하여 물리적 특성을 알아보고자 하였다.

• 기계와재료
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• 제22권4호
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• pp.6-20
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• 2010

현재 우리나라는 에너지 소비량의 97% 이상을 해외에 의존하고 있으며, 그 규모가 매년 증가하고 있는 실정이다. 이를 해소하기 위하여 다양한 시도가 이루어지고 있으며 이에 따른 관련 연구 분야의 정부 정책 지원도 증가하는 추세이다. 그러나 새로운 차세대 단열 소재의 개발을 통한 에너지 절감에 대한 노력은 아직 미흡한 상태이다. 본고에서는 이와 관련하여 에너지 효율 극대화 방안으로써, 기존의 단열 소재의 현황 및 향후 단열 소재의 연구방향을 다공질 세라믹(특히 에어로겔)을 중심으로 정리 기술함으로써 앞으로의 발전방향을 제시하고자 한다. 또한 이를 통하여 전체적인 다공성 무기질 단열 소재에 대한 이해를 높여 향후 친환경적이며, 에너지 효율적인 단열소재 연구 분야를 확립하는데 기여하고자 한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권2호
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• pp.127-135
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• 2011

본 연구에서는 단열소재 종류 및 조합의 치환률 변화에 따른 외벽단열패널의 공학적 특성에 대하여 분석하였는데, 그 결과 굳지않은 모르터의 플로우의 경우 단열소재 치환률이 증가할수록 급격히 저하되는 결과를 나타내었으며, 공기량의 경우 단열소재 치환률이 증가될수록 점차 증가되는 결과를 나타내었다. 경화 모르터의 휨강도의 경우 단열소재 치환률이 증가될수록 전반적으로 플레인에 비해 점차 강도가 저하되는 경향을 나타내었으나 PL 2% 치환 시 증가되는 결과를 나타내었다. 열전도율의 경우 단열소재 치환률이 증가될수록 급격히 낮아지는 경향을 나타내었으며, 단위용적 질량과 열전도율의 상관관계의 경우 단위용적질량이 감소할수록 열전도율은 우수한 결과를 나타내었다. 단열소재 종류 및 조합에 따른 휨강도의 경우 전반적으로 플레인과 유사한 강도값을 나타내었으나 V+CB+PL을 3% 치환한 조합의 경우 모르터 내부가 밀실해짐에 따라 강도값이 증가되는 결과를 나타내어 단열소재 종류 및 조합 가운데 가장 우수한 결과를 도출할 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.13.1-13.1
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• 2009

에어로젤은 인류가 개발한 소재 중에서 가장 가벼운 고체로, 기공률이 90%이상이고 비표면적은 ~1000m2/g, 기공의 크기는 10nm 크기로 이루어진 나노기공 물질이다. 1931년에 Kisley가 물유리로부터 실리카 에어로젤을 합성한 이래로 실리카 에어로젤에 대한 연구가 가장 많이 이루어져왔으며, 단열소재, 흡음재, 체렌코프우주선 디텍터, 반도체의 초저유전소재, 유출된 석유의 정제, 촉매 등에 대한 응용에 대해서도 연구가 많이 이루어져 왔다. 그리고TiO2와 같은 광촉매 에어로젤 소재, 카본 에어로젤 소재등 다양한 나노기공 소재에 대해서도 연구가 이루어지고 있으며, 카본 에어로젤의 경우 나노기공과 비표면적을이용한 전기이중층 커패시터 (EDLC)에 대한 연구도 이루어지고 이다. 본 연구에서는 첫째로, 실리카 에어로젤에 대한 연구결과를 소개하고 이의 단열소재로서의 응용가능성에대하여 언급하고자 한다. 실리카 에어로젤 나노기공 소재의 경우, 기공크기가 10nm크기로 매우 작고 공기의 자유이동길이와 거의 비슷하여서 대류에 의한 열전달을 낮출 수 있으며, 낮은 고체함량으로 인하여 포논에 의한 열전달을 낮출 수 있기 때문에 단열소재로서 최고의 성능을 나타낸다. 하지만, 문제는 높은 기공률로 인한 기계적인 취약성이 문제이다. 따라서 이를 보완하기 위항 섬유로 에어로젤을 보강할 수 있는데, 이를통하여 에어로젤 나노기공소재와 섬유보강에 의한 복합화에 대하여 말하고자 한다. 또 다른 하나의 연구방법은유기-무기 하이브리드 나노기공 소재를 합성하는 것이다. 여기서는하나의 방법으로 MTEOS-TEOS의 하이브리드화와 초임계 건조공정에 의한 나노기공 소재에 대한 연구결과를소개하고자 한다. 마지막으로 카본 에어로젤 나노기공소재의 합성과 나노기공 구조의 제어 및 물성평가에 대한 것을 말하고자하는데, 본 발표에서는 레소시놀과 포름알데히드를 촉매에 의한 중합반응을 통하여 유기 에어로젤 소재를 합성하고 분위기에서탄소화 공정을 통하여 카본에어로젤을 합성하였다. 또한 금속 니켈을 도입하는 것에 의하여 탄소/니켈 복합 하이브리드 에어로젤 소재를 합성하고 슈퍼커패시터 전기화학 특성에 대한 연구결과를 발표하고자 한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.291-296
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• 2014

건축물 에너지 사용량과 온실가스 배출량 감소를 목적으로, 열적 물성 등이 향상된 새로운 단열소재가 개발 사용되는 추세이다. 이중 기존 단열소재의 문제점 (가연성, 처짐, 수분 취약성, 단열성능 저하 등)을 보완한 미네랄 하이드레이트 소재가 새롭게 사용되고 있다. 미네랄 하이드레이트는 건축물 구조체로 사용되는 ALC의 제조방법과 유사하나, 구조체가 아닌 단열소재만으로 사용된다는 특징을 갖는다. 미네랄 하이드레이트 제조를 위해서는 시멘트, 생석회 및 무수석고 등이 사용되며, 무수석고는 전량 수입에 의존하고 있다. 따라서 본 연구에서는 수입대체효과 뿐만 아니라, 폐기물 재활용 측면에서 무수석고를 대체하여 석유제조 공정 부산 탈황석고를 사용하고자 하였다. 탈황석고를 미네랄 하이드레이트 원료로 사용할 경우, 무수석고 전량과 생석회 일부를 대체할 수 있었다. 더불어 탈황석고를 사용한 미네랄 하이드레이트는 기존 무수석고 사용시와 유사한 열적, 물리적 특성도 발현되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1057-1059
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• 2017

액체로켓엔진 개발에서 엔진 짐벌링 시 산화제라인의 벨로우즈 극저온 단열 방법을 연구하였다. 극저온 산화제의 열단열과 엔진구성품의 고온으로부터의 열차폐는 엔진 추진성능과 효율에 중요하다. 엔진 짐벌링중 고압배관과 재순환라인(예냉라인)이 단열부위로 기존의 극저온 단열과는 차별화된 디자인과 소재가 필요하다. 엔진 짐벌링중에 벨로우즈의 극저온 단열재가 열단열과 열복사를 고려하여 새로운 디자인으로 마찰력과 작동반경을 고려하여 PTFE소재의 단열재가 적용된다. 향후 엔진 시험을 통하여(짐벌링과 TVC) 새로운 벨로우즈 단열재가 향상되고 디자인 변경이 요구된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권3호
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• pp.219-224
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• 2013

본 연구에서는 규석, 시멘트, 생석회 및 소량의 무수석고를 사용하여 미네랄 하이드레이트 단열소재를 제조하였다. 슬러리의 특성 분석을 선행한 후, $CaO/SiO_2$ 몰비 변화에 따른 배합설계를 통해 최적 배합비를 도출하였다. 도출된 배합 설계비를 기준으로 혼합수 함량 및 수열합성 조건에 따른 소재의 특성을 측정, 평가하였다. 초적 조건으로 제조된 미네랄 하이드레이트 소재의 특성은 각각 밀도 $0.26g/cm^3$, 압축강도 0.4MPa, 열전도율 0.064W/mK로 나타났다. 이는 기존의 ALC(Autoclaved Lightweight Concrete) 소재의 성능을 한층 개선한 결과로서, 향후 지속적인 열적특성 개선 연구를 수행하여 유기 및 무기 단열재를 대체하여 새로운 개념의 무기계 단열재로 사용 가능할 것이라 판단된다.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.20-25
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• 2007

열주기법은 다공성 소재의 열확산도를 측정하는데 유용한 방법이다. 본 논문의 주 목적은 진공환경에서 다공성 소재의 열확산도 측정 시스템을 개발하고 검증하는데 있다. 이 방법을 검증하기 위하여 알루미나 시편과 폴리스티렌 폼의 열확산도를 측정하였다. 이 시편들의 열확산도는 참고값과 일치하였다. 탄소/에폭시 소재와 다공성 단열소재의 열확산도를 대기상온과 대기진공 환경에서 측정하였다. 탄소/에폭시 소재와 다공성 단열소재의 진공환경에서 열확산도는 대기환경에 비하여 각각 66.4%와 64.9% 감소하였다. 이 차이는 소재내의 기공에 있는 공기의 영향으로 추정된다.

• Composites Research
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• 제34권1호
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• pp.57-62
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• 2021

조선해양산업에서 친환경 선박 및 경량화 기자재에 관한 관심이 높아짐에 따라 파이프 등의 기자재에 복합재료를 적용하고 있다. 본 연구에서는 친환경 및 내열/난연 성능을 요구하는 파이프 단열재 커버에 적용하기 위해 친환경 소재인 바잘트 섬유강화 퓨란복합재료(BFC, basalt fiber reinforced furan composite)를 제조하였다. BFC 소재의 낮은 물성을 강화시키기 위해 후경화 조건의 최적화 연구를 수행하였고, BFC 소재의 기계적강도, 내열/난연 특성 강화, 친화경 특성에 대한 실험과 평가를 진행하였다. 최종적으로 연구 결과 조선해양기자재인 파이프 단열재 커버에 BFC 소재의 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.431-437
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• 2019

본 연구는 유기계 기재에 무기계 바인더 소재를 함침시킴으로써 유기계 수준의 경제성을 가지며 우수한 단열성능 및 화재 안전성을 보유한 유무기 융합형 단열재 개발을 목적으로 한다. 유기계 기재는 폴리우레탄 소재의 상용 스펀지를 사용하였고, 함침용 무기 바인더 용액은 재활용 석고 부산물에 물과 첨가제를 혼합하여 제조하였다. 개발 소재의 성능평가 결과 열전도율 0.051W/mK 이하의 우수한 단열성능 뿐만 아니라 국토교통부 고시 제 2015-744호 기준에 명시된 준불연 재료임을 확인할 수 있었다. 또한 본 개발 소재는 제조 공정 과정에서 밀도 제어에 따른 열전도율 및 난연성 조절이 가능하여 다양한 용도의 단열재에 적용 가능할 것으로 판단된다.