• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
• /
• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 춘계 기술심포지움 논문집
• /
• pp.142-147
• /
• 2002

폴리머/세라믹 복합체는 내장형 캐패시터(embedded capacitor)의 유전 재료로 많은 관심을 불러 일으키고 있다. 본 연구는 BaTiO$_3$분말의 크기와 함량이 에폭시/BaTiO$_3$복합체 캐패시터의 유전 상수와 누설전류에 미치는 영향에 대해 살펴보고 이에 대해 고찰하고자 하였다. BaTiO$_3$분말이 67vo1% 함유된 Epoxy/BaTiO$_3$composite 필름의 유전상수는 전반적으로 사용한 BaTiO$_3$분말의 크기가 커짐에 따라 증가하였다. 이것은 입자의 크기가 증가함에 따른 입자의 유전상수의 증가 때문이며 XRD 분석을 통해 입자의 크기가 증가함에 따라 tetragonality가 증가함을 확인하였다. 복합체 필름의 누설전류도 또한 사용한 입자의 크기가 커짐에 따라 증가하였으며 이는 분말의 크기가 증가함에 따라 단위길이 당 입자의 수가 감소하는 것으로, 단위 길이 당 입자의 수가 감소하여 전류의 흐름을 방해하는 입자/폴리머/입자 계면의 수가 감소하기 때문이다. 분말의 함량에 따른 유전상수는 unimodal과 bimodal의 경우 각각 73vo1%와 80vo1%에서 최대 값을 나타냈으며 그 이상에서는 감소하는 것이 관찰되었는데 이는 과량의 분말이 조밀 충전을 깨고 필름의 밀도를 낮추기 때문이었다. 누설전류의 경우 unimodal과 bimodal 각각에 대해 73vo1%와 80vo1%에서 급격한 증가를 관찰 할 수 있었으며 이는 percolation 현상의 발생에 의해 입자와 입자간에 접촉이 이루어져 BaTiO$_3$분말을 따라 전류가 잘 흐를 수 있는 conduction path가 형성 되기 때문이다.

• 전기화학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.123-128
• /
• 2016

본 연구에서는 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP)를 나노 크기의 $Al_2O_3$ 세라믹입자와 혼합하여 전기방사법으로 복합 겔 고분자 전해질을 제조하였다. $Al_2O_3$ 세라믹입자를 혼합한 복합 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 $9.5{\times}10^{-2}Scm^{-1}$로, 순수한 PVdF-HFP 겔 고분자 전해질보다 높은 이온전도도를 나타내며 전기화학적 안정성도 5.2 V까지 개선하였다. 전기화학적 성능을 분석하기 위해서 $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ (NMC)양극과 함께 전지로 제작되었으며 순수 겔 고분자 전해질과 복합 겔 고분자 전해질 셀은 0.1C-rate에서 각각 $168.2mAh\;g^{-1}$과 $189.6mAh\;g^{-1}$의 방전 용량을 가지며 우수한 수명 특성을 보여 주었다. 따라서 고유전율 세라믹 입자의 복합화는 리튬 이온 겔 고분자 전지의 안정성과 전기화학적 특성을 향상시키는 좋은 대안이 될 것으로 판단된다.

• 폴리머
• /
• 제28권6호
• /
• pp.455-459
• /
• 2004

폴리(에틸렌 옥사이드) (PEO)를 기초로 한 전해질의 이온 전도도는 같은 조성인데도 불구하고 보고 된 값은 연구자에 따라 수천 배의 차이가 난다. 한편 세라믹 입자를 충전하면 열적 취급에 따라서 이온전도성이 수천 배 변할 수 있음이 보고되고, 그 원인이 세라믹 입자-PEO 고분자의 상호작용 때문인 것으로 논의되었다. 본 연구에서는 세라믹 입자가 충전되지 않은 PEO$_{10}$LiClO$_4$ 고분자 전해질에 대해서 여러 가지 열적 조건에 따른 이온 전도도의 변화 양상을 조사하고, 이온 전도도 값이 열적 이력에 따라 같은 시료에서도 수백 배 정도 차이가 날 수 있음을 보였다. 이는 PEO의 재결정화 과정이 너무 느리기 때문인 것으로 분석하였다. 따라서 본 연구 결과는 세라믹 충전제 효과가 전도도 이완 현상의 주원인이 아니라는 것을 나타낸다.다.

• 멤브레인
• /
• 제32권6호
• /
• pp.390-400
• /
• 2022

나노여과막(NF)은 식품가공, 제약 등 폐수는 물론 지자체 하수처리시설에서 배출되는 폐수 처리에 있어 훨씬 낮은 압력으로 운용이 가능해 역삼투막(RO)보다 인기가 높다. NF막의 경우 분리 메커니즘은 투과확산 기작과 더불어 RO 박막보다 낮은 가교밀도로 인한 체거름 메커니즘이다. 막 오염은 세라믹 막과 달리 고분자 막의 경우 나노 여과 공정의 고질적인 문제 중 하나이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 차아염소산나트륨을 사용한 멤브레인 세척이 이루어진다. 폴리머 멤브레인에 비해 세라믹 멤브레인은 이러한 화합물에 매우 안정적이다. 본 리뷰에서는 NF 프로세스에 의한 폐수 처리의 다양한 유형의 세라믹 막 적용에 대해 논의한다.

• 한국재료학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.175-183
• /
• 2024

Geopolymer, also known as alkali aluminum silicate, is used as a substitute for Portland cement, and it is also used as a binder because of its good adhesive properties and heat resistance. Since Davidovits developed Geopolymer matrix composites (GMCs) based on the binder properties of geopolymer, they have been utilized as flame exhaust ducts and aircraft fire protection materials. Geopolymer structures are formed through hydrolysis and dehydration reactions, and their physical properties can be influenced by reaction conditions such as concentration, reaction time, and temperature. The aim of this study is to examine the effects of silica size and aging time on the mechanical properties of composites. Commercial water glass and kaolin were used to synthesize geopolymers, and two types of silica powder were added to increase the silicon content. Using carbon fiber mats, a fiber-reinforced composite material was fabricated using the hand lay-up method. Spectroscopy was used to confirm polymerization, aging effects, and heat treatment, and composite materials were used to measure flexural strength. As a result, it was confirmed that the longer time aging and use of nano-sized silica particles were helpful in improving the mechanical properties of the geopolymer matrix composite.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권11호
• /
• pp.1153-1159
• /
• 2015

최근 조직 공학 분야에서는 폴리카프로락톤(PCL), 수산화인회석, 삼인산칼슘, 이상인산칼슘(BCP), 지르코니아(Zirconia, $ZrO_2$) 와 같은 합성 생체폴리머와 생체세라믹 등은 다양한 생체 조직 또는 장기를 재생하는데 필요한 대체재로 사용되고 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 골 조직 재생을 위한 혼합된 $ZrO_2$/BCP/PCL(ZBP) 인공지지체의 특성을 관찰하기 위함이다. 단선 패터닝 실험의 결과를 토대로 내부연결성 있는 공극을 가지고 $45^{\circ}+135^{\circ}$ 타입과 격자타입의 새로운 복합 공극 패턴을 가지는 혼합된 ZBP 인공지지체는 폴리머 적층시스템에 의해 성공적으로 제작되었다. 뿐만 아니라 기계적 특성에 대한 ZBP 인공지지체의 효과를 분석하였다. 게다가 MG63 세포에 대한 ZBP 인공지지체의 세포 상호작용은 CCK-8 분석을 이용함으로써 평가되었다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.216-224
• /
• 1997

TEOS와 에탄올의 양을 고정하고 H2O/TEOS의 몰비가 2.6-59.0이 되는 범위에서 염산촉매를 사용하여 다공성 실리카 세라믹을 제조하였다. 서로 다른 조성의 솔 9종을 만든 후 젤화시간 측정, TG/DTA에 의한 건조시료의 열분석 및 FT-IR과 X-ray diffractometer에 의한 중간생성물의 특성분석을 수행하였고 50$0^{\circ}C$까지 열처리한 시료의 FT-IR에 의한 SiO2폴리머 분석, N2-adsorption isotherm을 이용한 비표면적과 기공크기분포 조사 및 TEM에 의한 SiO2폴리머의 형태와 기공의 변화를 조사하였다. 적용된 조성 및 촉매의 농도에서 최소 젤화반응시간은 TEOS1몰달 물의 양이 약 11몰에서, 가장 높은 중합도는 약 8-18몰에서, 그리고 가장 큰 비표면적값은 약 11몰에서 보였다. 이것은 물의 양이 약 11몰일 때 중합반응이 가장 빠르게 진행하였음을 의미한다. 결론적으로, 물의 양이 증가함에 따라서 약 11몰까지는 반응이 빠르게 진행되나 그 이상의 물이 사용될 경우 과잉의 물이 반응저해요인으로 작용하여 젤화시간의 지연 및 비표면적의 감소를 보인다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.307-318
• /
• 1999

동결건조법에 의한 저유전성 실리카 박막의 제조공정 개발 및 층간 절연물질로의 응용성이 연구되었다. 코팅용 폴리머 실리카 졸은 TEOS와 이소프로판올(iso-propanol:IPA)또는 터트부탄올(tert-butanol:TBA)을 용매로한 2단계 공정에 의하여 제조되었으며, 이들 졸을 p-Si(111)웨이퍼 상에 스핀코팅한 습윤겔 박막을 동결건조 하여 다공성 실리카 박막을 제조하였다. 균일한 박막 코팅층을 얻을 수 있는 실리카 졸의 최적 점도범위는 IPA와 TBA를 용매로 한 실리카 졸의 경우 각각 10~14 cP와 20~30cP 정도였으며 스핀속도는 2000 rpm 이상이었다. 결함이 없는 다공성 실리카 박막은 TBA(빙점 $25^{\circ}C$)를 동결용매로 하여-196$^{\circ}C$까지 급랭시킨 후 $0^{\circ}C$와 0.1 torr 까지 가열 감압한 상태에서 고상의 TBAFMF 모두 제거한 다음 20$0^{\circ}C$까지 열처리하여 제조되었다. 다공성 실리카 박막의 두께는 졸의 타입과 스핀코팅 속도에 의해 2500~15000$\AA$범위 내에서 제어가 가능하였으며 이들 막의 밀도와 유전상 수 값은 각각 0.9$\pm$0.3g/㎤(기공율 60$\pm$10%)과 2.4 정도였다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제46권3호
• /
• pp.242-248
• /
• 2009

Forsterite is a crystalline magnesium silicate with chemical formula $Mg_2SiO_4$, which has extremely low electrical conductivity that makes it an ideal substrate material for electronics. In this study, forsterite precursors were synthesized with magnesium silicate gels from the mixture of magnesium nitrate solution and various sodium silicate solution by the geopolymer technique. Precursors and heattreated powders were characterized by thermogravimetrical differential thermal analyzer(TG-DTA), X-ray diffractometer(XRD), scanning electron microscopy(SEM), Si magic angle spinning nuclear magnetic resonance(MAS-NMR), transmission electron microscopy(TEM). As the result of analysis about the crystallization behavior by DTA, the synthesized precursors were crystallized in the temperature range of $700^{\circ}C$ to $900^{\circ}C$. The XRD results showed that the gel composition began to crystallize at various temperature. Also, it was found that the sodium orthosilicate based precursors(named as 'FO') began to crystallize at above $550^{\circ}C$. The FO peaks were much stronger than sodium silicate solution based precursors(named as 'FW'), sodium metasilicate based precursors(named as 'FM') at $800^{\circ}C$. TEM investigation revealed that the 100nm particle sized sample was obtained from FO by heating up to $800^{\circ}C$.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제47권3호
• /
• pp.216-222
• /
• 2010

Portland cement has been restricted in applications to ecological area because of its environmental harmfulness and the $CO_2$ emission during a production process. Geopolymer materials attract some attention as an inorganic binder due to their superior mechanical and eco-friendly properties. In this study, geopolymer-based cement was prepared by using aluminosilicate minerals (flyash, meta-kaolin) with alkaline-activators and its compressive strength with concentration of alkaline-activators was investigated. Aluminosilicate-based geopolymers were obtained by mixing aluminosilicate minerals, alkaline solution (NaOH or KOH with different concentration) and water-glass under the vigorous stirring for 20 min. Compressive strength after curing at $30^{\circ}C$ for 3 days increased with the concentration of alkaline-activator due to the enhanced polymerization of the aluminosilicate materials and dense microstructure. Aluminosilicate-based geopolymer cement using KOH as an alkaline-activator showed high compressive strength compared with NaOH activator. In addition, geopolymer cement using fly-ash as a raw material showed higher compressive strength than that of meta-kaolin.