• 한국입자에어로졸학회지
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• 제6권2호
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• pp.61-67
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• 2010

In this paper, we describe a new method to form polymer thin films, in which carbon nanotubes (CNTs) are homogeneously distributed so that they can strengthen the mechanical property of resulting polymer film. To do so, we first homogeneously mixed CNTs with polymer in a DMF solvent. With the assistance of ultrasonic nebulizer, the polymer/CNT solution was then aerosolized into micro-sized droplets and finally turned into solidified polymer/CNT composite particles by gas-phase drying process. As the results of SEM and TEM analysis, CNTs were found to be homogeneously immobilized in the polymer matrix particles due to rapid drying process in the gas phase. For comparison purpose, (i) the polymer/CNTs composite particles prepared by aerosol processing method and (ii) polymer/CNTs sheets prepared by simple solution-evaporation method were employed to form polymer/CNTs composite thin films using a hot press. As the result, the aerosol processing of composite particles was found to be a much more effective method to form homogeneously distributed-CNTs in the polymer matrix thin film.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.124-131
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• 2021

국제정치와 세계경제의 이슈가 되고 있는 '탄소중립'에 대한 선언이 전 세계적으로 이어지면서, 석유 기반 고분자를 생분해가 가능한 천연고분자로의 대체 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 천연고분자 중에서도 세계에서 가장 많은 양을 차지하고 있는 나노셀룰로오스를 대체재로 제안하였다. 실란커플링제인 Glycidoxypropyl Trimethoxysilane (GPTMS)를 이용한 결정형 나노셀룰로오스의 표면작용기개질반응으로 하이브리드 나노셀룰로오스(hybrid nanocellulose, HNC)를 제조하였고, 저밀도폴리에틸렌(low density polyethylene, LDPE)과 함께 필름을 형성하였다. 친수성인 결정형나노셀룰로오스의 표면작용기개질반응을 확인하기 위해 소수성으로 바뀌는 것을 푸리에 변환 적외선 분광분석(fourier transform infrared spectrophotometer, FT-IR)과 친수/친유화도를 측정하였으며, 하이브리드 나노셀룰로오스를 적용한 고분자 복합체의 물성 확인을 위해 친수/친유화도, 인장강도, 투명도를 확인하였다. 석유기반 고분자와의 상용성은 pH 14에서 반응한 HNC가 LDPE 대비 1 wt%일 때, 인장강도와 투명도가 가장 우수하며, 결과적으로 실란커플링제를 이용한 나노셀룰로오스의 표면작용기개질이 가능하고 석유 기반 고분자와의 높은 상용성으로 인해 탄소중립을 위한 화석연료의 사용량을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.89-94
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• 2003

Hard coatings are known to improve the performance of cutting tools in aggressive machining applications, such as high speed machining. New superhard Ti-Al-Si-W films, characterized by a nanocomposite nano-sized (Ti,Al,Si)N crystallites embedded in amorphous $Si_3 N_4$ matrix, could be successfully synthesized on WC-Co substrates by a hybrid coating system of arc ion plating(AIP) and sputtering method. The hardness of Ti-Al-Si-N film increased with incorporation of Si, and had the maximum value ~50 GPa at the Si content of 9 at.%, respectively. And the X-ray diffraction patterns of Ti-Al-Si-N films with various Si content is investigated. In this study, Ti-Al-Si-N coatings were applied to end-mill tools made of WC-Co material by a hybrid coating system. Cutting tests fir the high-hardened material (STD11,$H_R$)C62 and their performances in high speed cutting conditions were studied. Also, the tool wear and tool lift of Ti-Al-Si-N with various si(6, 9, 19) contents were measured.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.336-336
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• 2012

유기물/무기물 하이브리드 나노 복합체를 사용하여 제작한 비휘발성 유기 메모리 소자는 공정의 간편성과 휘어짐이 가능한 장점을 가지고 있어 많은 연구가 활발히 진행되고 있으나 대부분의 좋은 전기적 성능을 갖는 소자에 포함되는 나노 입자는 독성을 가지거나 가격이 비싸다는 단점을 갖고 있다. 인체진화적이며 가격이 저렴한 나노입자를 이용한 비휘발성 메모리 소자에 대한 전기적 성능의 안정성에 대한 연구는 미미한 상황이다. 이에 본 연구에서는 인체친화적 $CuInS_2(CIS)$-ZnS 코어-쉘 나노 입자가 분산되어 있는 poly (methylmethacrylate) (PMMA) 박막을 사용하여 비휘발성 메모리 소자를 제작하여 전기적 성능과 안정성에 대한 연구를 하였다. 인체친화적 CIS-ZnS 나노입자를 포함한 PMMA 용액을 Al 하부전극을 가진 p-Si (100) 기판 위에 스핀코팅 방법으로 균일하게 도포 하였다. 남아 있는 용매를 완전히 제거하기 위해 열을 가해 CIS-ZnS 나노입자가 분산되어 있는 PMMA 나노 복합체를 형성하였다. CIS-ZnS 나노입자를 포함한 PMMA 박막 위에 금속 마스크를 사용하여 Al 상부전극을 열 증착 방법으로 형성하여 비휘발성 메모리 소자를 완성하였다. 정전용량-전압 (C-V) 측정을 하여 평탄 전압 이동을 관찰하였고, CIS-ZnS 나노입자의 역할을 알아보기 위해 나노입자가 없는 PMMA 박막을 갖는 소자를 제작하여 동일한 조건에서 C-V 측정을 하였다. 소자의 안정성을 알아보기 위해 평탄 전압-유지 시간 (Vth-t) 측정을 수행하였다. Vth-t 측정은 CIS-ZnS 나노입자가 전하 포획 장소로 사용할 수 있는 것과 전기적 안정성을 갖고 있는 것을 확인하였다. C-V와 Vth-t 측정결과 및 에너지 대역도를 사용하여 CIS-ZnS 나노입자가 분산되어 있는 PMMA 박막을 포함한 나노 복합체를 사용하여 제작한 이용한 비휘발성 메모리 소자에서 전하수송 메커니즘을 설명하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제40권1호
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• pp.59-65
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• 2005

메타크릴산의 아연염인 ZMA를 EPDM고무와 직접 블렌딩하거나 또는 ZnO와 MAA의 형태로 첨가한 후 이들간의 중화반응을 유도하여 고무에 in-situ로 형성시키는 방법을 이용하여 EPDM/ZMA 복합체를 제조하였다. 인장시험, 인열시험, 열노화시험 결과 ZMA의 첨가는 EPDM의 기계적 물성 및 열노화에 대한 안정성을 현저히 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다. 또한 ZMA의 첨가는 EPDM고무와 금속과의 접착력을 크게 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다. 이러한 기계적물성 및 접착물성의 향상효과는 과량의 ZnO를 사용한 중화반응에 의해 ZMA를 형성시킨 복합체에서 더욱 크게 나타났다. 이는 ZMA의 도입에 의한 이온가교결합의 형성 및 고무매트리스에서의 ZMA 도메인의 분산도와 연관되는 것으로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.98-105
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• 2017

본 연구에서는 후크형 강섬유와 PVA 섬유의 혼합비에 따른 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합체의 인장거동에 미치는 변형속도의 효과에 대하여 평가하기 위하여, 후크형 강섬유와 PVA 섬유를 각각 1.5+0.5, 1.0+1.0, 0.5+1.0vol.%의 혼합비로 보강한 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합체를 제작하였다. 그 결과, 후크형 강섬유보강 시멘트 복합체는 변형속도가 증가함에 따라 섬유와 매트릭스의 부착력이 향상되어 인장강도, 변형능력 및 파괴인성이 크게 향상되었으며, 후크형 강섬유 주변의 매트릭스에 발생하는 마이크로 균열에 의해 직선형으로 인발되는 섬유의 수가 감소하고, 인장강도 점 이후의 응력 저하가 급격하게 발생하였다. 한편, PVA 섬유는 변형속도 $10^{-6}/s$에서는 끊어지는 파괴거동이 나타났으나, 변형속도 $10^1/s$에서는 변형속도가 증가함에 따라 섬유가 인발되는 파괴거동에 의해 다중균열 개수 및 변형능력이 감소하였다. 후크형 강섬유 1.5vol.%, PVA 섬유 0.5vol.%를 혼입한 시험체(HSF1.5PVA0.5)는 PVA가 후크형 강섬유의 주변 매트릭스에 발생하는 마이크로 균열을 억제하여 후크형 강섬유의 인발저항성능을 향상시키기 때문에 가장 높은 인장강도를 나타내었으며, 변형능력 및 파괴인성의 DIF가 크게 향상되었다. 또한, 변형속도 $10^1/s$에서는 후크형 강섬유의 인발저항성능의 증가로 인하여 직선형으로 인발되는 섬유의 수가 증가하기 때문에 인장강도 점 이후의 응력 저하가 감소하여 파괴인성의 시너지는 양의 값을 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.31-39
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• 2021

본 연구에서는 후크형 강섬유(HSF)와 스무스형 섬유(SSF)의 혼합 비율과 변형속도가 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체의 인장 특성 시너지 효과에 미치는 영향을 평가하기 위하여, HSF와 SSF를 각각 1.5+0.5, 1.0+1.0, 0.5+1.0vol.%의 혼합 비율로 혼입한 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체를 제작하였다. 실험 결과, HSF를 보강한 시멘트복합체(HSF2.0)은 변형속도가 증가함에 따라 섬유 주변 매트릭스에 발생하는 마이크로 균열의 증가에 의해 직선형으로 인발되는 섬유의 수가 감소하고, 인장강도 점 이후 응력 저하가 급격하게 발생하였다. SSF가 0.5vol.% 혼입되는 경우, 준정적에서 마이크로 균열을 효과적으로 제어하지만, 고속에서는 마이크로 균열 제어 및 후크형 강섬유의 인발저항성능 향상에 효과적이지 않은 것으로 확인되었다. 반면, HSF 1.0vol.%와 SSF 1.0vol.%를 혼입한 시험체(HSF1.0SSF1.0)은 마이크로 및 매크로 균열에 대해 각각의 섬유가 효과적으로 제어하고, SSF가 HSF의 인발저항성능을 향상시킴으로써 고속에서 변형능력 및 에너지 흡수 능력에 대한 섬유 혼합 효과가 크게 증가하였으며, 인장강도, 변형능력 및 피크인성의 변형속도 민감도가 가장 높은 것으로 나타났다. 반면, SSF 1.5vol.%의 혼입은 매트릭스 내의 섬유 혼입 개체 수를 증가시키고, HSF의 인발저항성능을 향상시켜 가장 높은 인장강도 및 연화인성 시너지 효과를 나타내었지만, 매크로 균열을 제어하는 HSF의 혼입률이 0.5vol.%로 낮아 변형능력 및 피크인성 시너지에는 효과적이지 않은 것으로 확인되었다.

• 폴리머
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• 제34권4호
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• pp.294-299
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• 2010

아미노실란 처리된 점토를 제조하여, 이를 분자량이 서로 다른 폴리프로필렌(140 kg/mol과 410 kg/mol) 과 상용화제인 무수말레인산 그래프트 폴리프로필렌(50 kg/mol)과 함께 $170^{\circ}C$ 및 $190^{\circ}C$에서 용융혼합법으로 각각의 폴리프로필렌/점토 나노복합체를 제조하였다. 무수말레인산 그래프트 폴리프로필렌과 용융혼합과정에서 낮은 분자량의 폴리프로필렌은 점토 층 사이로 쉽게 침투하여 층간 거리를 58 $\AA$ 이상으로 증가시키지만, 첨가된 점토는 60~80 nm 두께의 응집체로 나노복합체 내에 분산상을 이룬다. 이와 달리 높은 분자량의 폴리프로필렌 기반 나노복합체에서는 점토는 27 $\AA$로 낮은 박리 정도를 보이며, 전반적으로 고른 점토 분산상을 형성한다. 분자 량 및 용융혼합공정의 차이에 따른 폴리프로필렌/점토 나노복합체의 미세 모폴로지 차이로 기계적 물성 및 결정 화거동이 관찰되었으며, 분자량 410(kg/mol)인 폴리프로필렌은 개질된 점토를 1~3 wt% 첨가함으로써 순수 폴 리프로필렌의 연성특성을 유지하면서 향상된 인장강도와 탄성률을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.275-282
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• 2006

최근 철근 콘크리트 구조물에서 철근의 부식문제를 근본적으로 해결하기 위한 대안으로 섬유강화폴리머(Fiber Reinforced Polymers, FRP)가 주목받고 있다. FRP는 철근에 비해 높은 비강도를 가지며, 무게가 가볍다. 특히 내부식성이 뛰어나 염해와 같은 열악한 환경에 특히 유용하다. 그러나 재료단가가 철근에 비해 높고, 장기거동에 대해 구축되어 있는 정보가 적으며 항복 거동을 보이는 철근과는 달리 취성파괴를 일으키기 때문에 FRP를 토목재료로 사용하려는 노력은 더디게 진행되고 있다. FRP 제작에 사용되는 섬유 중 유리섬유가 가장 경제적이지만 강성이 철근에 비해 대략 1/4 정도 밖에 되지 않아 휨부재에 사용될 경우 과도한 처짐 문제가 발생한다. 이에 본 연구에서는 유리섬유로 제작된 FRP(Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP) 로드(Rod)의 인장특성을 개선하고자 탄소와 유리섬유로 제작된 하이브리드 로드의 인장특성에 관한 연구를 수행하였다. 로드 제작에 사용되는 수지 종류와 배치 방법에 대해 변수를 설정하여 총 40개의 시편을 제작하여 인장실험을 실시하였다. 하이브리드 로드의 인장특성은 섬유가 혼합되지 않은 순수한 유리섬유와 탄소섬유로만 제작된 로드의 인장특성과 비교하였다. 실험 결과에 따르면 로드의 핵은 탄소섬유로, 외피는 유리섬유로 제작된 하이브리드 로드의 인장특성이 가장 우수하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.340-343
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• 2004

The cement-based composites have been used for construction industry because of their economy, suitability for architecture and structure function, fire resistance, low fee of repair, easiness for acquisition. but the limited strain capacity of these makes them tension-weak, brittle, and considerable notch-sensitive. As one of solution, FRC(fiber reinforced concrete) have been investigated for regulating weakness of the cement-based composites. In these day different fiber types are proposed for better performance such as HFRC(hybrid fiber reinforced concrete). This study shows experimental results to search the ultimate strength, the ultimate mean strain, and the tension toughness of HFRC. The tension toughness is proportional to the amount of steel fiber and carbon fiber. In this experimental program we kept the total of steel fiber and carbon fiber as $1.0\%,\;1.5\%$, respectively.