• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.230-240
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• 2023

전개형 반사판 안테나는 단위 구조물 형태의 반사판이 접힌 상태로 수납되어 발사체에 탑재된 후, 운용궤도에 도달 및 전개되어 임무를 수행하는 위성체이다. 전개형 반사판 안테나는 수납 부피를 줄일 수 있어 발사체의 제한적 수납공간에 대형 우주 구조물을 탑재시킬 수 있으며, 경량소재를 적용할 경우 발사 및 운용 성능 향상에 용이한 장점이 있다. 본 논문에서는 전개형 반사판 안테나를 구성하는 주반사판에 대해 강성 및 강도 등의 구조적 분석을 통해 초기 개념설계를 수행하였다. 탄소섬유 복합재 및 허니콤 코어를 적용하여 경량 복합재 주반사판을 설계하였으며, 적층 패턴 및 형상을 설계 변수로 운용조건에 적합한 주반사판 설계안을 도출하였다. 이후 모드(Modal analysis), 준정적(Quasi-static), 열 구배(Thermal gradient) 및 동적(Dynamic) 거동에 대한 상세 구조해석을 수행하여 경량 복합재 반사판 안테나의 성능을 분석하였다

• Elastomers and Composites
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• 제37권4호
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• pp.217-223
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• 2002

실리카로 보강된 고무 배합물은 카본 블랙으로 보강된 배합물에 비해 보강제의 분산이 나쁘고 느린 가황 특성을 보인다. 보강제의 분산을 향상시키고 가황 특성을 빠르게 하기 위해 일반적으로 실리카로 보강된 고무 배합물에서는 실란커플링제인 bis-(3-(triethoxysilyl)-propyl)-tetrasulfide (TESPT)와 diphenylguanidine (DPG)를 사용한다. Acrylonitrile-butadiene rubber (NBR)은 실리카로 보강된 styrene-butadiene rubber (SBR) 배합물에서 실리카의 분산을 향상시킨다. 이 연구에서는 실리카로 보강된 SBR 배합물의 특성에 NBR이 미치는 영향에 대해 조사하였다. NBR을 포함하고 있으나 TESPT의 양이 적거나 DPG를 포함하지 않은 배합물(배합물 A)의 특성과 NBR은 포함하지 않고 TESPT와 DPG를 포함하는 배합물(배합물 B)의 특성을 비교하였다. 배합물 A의 스코치 시간은 배합물 B의 것에 비해 빨랐고 모듈러스와 인장 강도는 배합물 B에 비해 약간 떨어지는 경향을 보였다. 마찰 특성은 배합물 A의 것이 배합물 B의 것에 비해 우수하게 나타났다. NBR의 사용으로 TESPT와 DPG의 사용을 줄일 수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• 제58권4호
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• pp.161-172
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• 2023

Because particulate matter has emerged as a major contributor to air pollution, the tire industry has conducted studies to reduce particulate matters from tires by improving tire performance. In this study, we compared the conventional blending method, in which rubber, filler, and additives are mixed simultaneously, to the Y-blending method, in which masterbatches are blended. We manufactured carbon black (CB)-filled natural rubber (NR)/butadiene rubber (BR) blend and silica-filled epoxidized NR/BR blend compounds to compare the effects of the two blending methods on the physical properties of the compounds and the amount of particulate matter generated. The Y-blending method provided uniform filler distribution in the heterogeneous rubber matrix, improved processability, and exhibited low rolling resistance. This method also improved physical properties owing to the excellent filler-rubber interaction. The results obtained from measuring the generation of particulate matter indicated that, the Y-blending method reduced PM_2.5 particulate matter generation from the CB-filled and silica-filled compounds by 38% and 60%, and that of PM₁₀ by 29% and 67%, respectively. This confirmed the excellence of the Y-blending method regarding the physical properties of truck bus radial tire tread compounds and reduced particulate matter generated.

• Elastomers and Composites
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• 제58권4호
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• pp.179-190
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• 2023

The effect of the particle size and silica structure on the wear behavior of Silica/Styrene-Butadiene Rubber (SBR) compounds was investigated using a blade-type abrader and the findings were compared with those obtained with an Akron abrader. The compensated characteristic parameter (Ψ_c), which was the contributory factor of the combined effect of the particle size and filler structure, was introduced. This parameter was found to exhibit a linear relationship with the Young's modulus. The Young's modulus correlated more with Ψ_c than the uncompensated characteristic parameter (Ψ) modeled for carbon black. The wear rate and volume loss measured using a blade-type abrader and Akron abrader were respectively observed to be inversely proportional to Ψ_c, that is, the wear resistance of Silica/SBR compound improved as the particle size became smaller and the silica structure became intricate. The coefficient of determination (R²) obtained from the linear relationship between Ψ_c and wear rate was higher than those between Ψ_c and volume loss for the Silica/SBR compound. Thus, the blade-type abrader exhibited high potential to be used for accurately evaluating the effect of particle size and structural properties of silica on the wear behavior of SBR compounds.

• Elastomers and Composites
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• 제59권2호
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• pp.64-72
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• 2024

As air pollution continues to increase owing to increasing traffic centered in urban areas, the tire industry is researching methods to reduce particulate matter. In this study, functionalized lithium butadiene rubber (F-LiBR) was applied to a natural rubber (NR)/butadiene rubber (BR) blend compound often used in truck bus radial (TBR) tire treads. The effect of the functional group that can react with carbon black (CB) in BR was investigated in terms of the dispersion of CB and the compound performance, including the generation of particulate matter. Compounds that were substituted with F-LiBR exhibited enhanced interaction with CB, resulting in excellent filler dispersion. Although F-LiBR exhibited lower crosslinking density and inferior abrasion resistance due to its high vinyl content, the compound with 30 phr of F-LiBR was advantageous in terms of its rolling resistance due to the excellent filler dispersion, which was also effective in reducing the amount of generated particulate matter (up to 56% reduction for PM_2.5, and 67% reduction for PM₁₀). The results confirmed the benefits of the introduction of functional groups into TBR tire tread compounds, which can aid in improving the fuel efficiency and reducing particulate matter generation.

• Composites Research
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• 제37권4호
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• pp.291-295
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• 2024

진동은 일상 생활 뿐만 아니라, 반도체, 우주항공, 차량, 선박 등 다양한 분야에서 발생하게 된다. 이때 예기치 못한 진동은 구조물의 피로 손상을 야기하고, 전체 시스템의 성능을 저하시키는 등 매우 좋지 않은 영향을 끼치게 된다. 특히, 저주파 진동은 정밀장비나 인체, 빌딩 등에 매우 민감하게 작용할 수 있기 때문에, 효과적인 진동 저감을 위해서는 저주파 진동 저감은 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 저주파 진동 저감을 위한 키리가미 구조 영감의 복합재료 메타구조를 제안한다. 키리가미 영감을 통해 압축에 따라서 3차원 구조에서 2차원 평면으로 변형이 되도록 설계하여 구조적인 이점을 확보하고자 하였으며, 또한 Quasi-zero stiffness 특성을 통해 저주파 에서도 매우 우수한 진동 저감 성능을 갖도록 설계되었다. 해당 키리가미 복합재료 메타구조는 탄소 섬유 강화 TPU를 사용하여 3D 프린팅을 통해 실 제작하였고, 압축 및 진동 테스트를 통해 구조적인 특성과 진동적인 특성을 평가 및 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.535-544
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• 2016

본 연구에서는 디지털 이미지를 사용하여 DIC(Digital Image Correlation) 기법 및 부착파괴면 분석을 통해 부착파괴에너지와 부착강도의 정량적 분석뿐만 아니라 계면의 부착 면 파괴 양상의 정성적 접근을 통해 지속 하중과 온도의 복합 하중에 대한 FRP 부착 실험체의 거동을 분석하였다. 이를 위해 CFRP 쉬트를 부착한 일면전단실험체를 제작하여 사용하였다. 일면전단실험체의 지속 하중 기간의 거동은 에폭시 크리프의 영향을 상당히 받으며 지속 하중 기간 동안에 에폭시의 점탄성 특징으로 인해 응력완화가 발생하였다. 응력완화는 지속 하중 이후 실시한 계면전단실험에서 사용한 DIC 기법을 통해 관찰 하였으며 지속하중 기간 동안의 응력완화로 인해 지속하중 실험체의 최대부착파괴하중 및 계면파괴에너지가 대조실험체보다 증가하였다. 모든 실험체의 부착 파괴 면을 디지털 이미지화하여 파괴 면의 양상을 정성적/정량적으로 분석 하였다. 디지털 이미지 분석 결과 지속 하중 기간 동안 파괴 형태가 콘크리트면내파괴에서 계면부착파괴 형태로 전이가 발생하였으며 이러한 전이로 인해 지속하중 기간이 증가할수록 지속하중의 최대부착파괴하중에 대한 긍정적인 효과 감소하였다.

• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.125-131
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• 2016

탄소나노튜브(CNT)에 에폭시를 혼합시킬 경우, 에폭시를 희석시키게 된다. 본 연구에서는 에폭시 희석조건이 CNT 분산도에 미치는 영향을 분석한 결과이다. 사용된 아세톤, DMF에 대한 희석방법이 에폭시 수지에 미치는 영향을, 기계적 강도 및 용해도로 확인하여 최적의 용매 조건을 선정하였다. 아세톤의 경우가 DMF보다 용해도 분산결과가 우수하였고, 기계적 강도가 높은 에폭시 수지 경화상태를 확인했다. CNT 입자를 혼합시키는 과정을 총 4가지 조건으로 실시하였다. 희석 및 분산 순서에 따른 영향을 확인하기 위해 전기저항 측정법과 빛 투과 분산도 평가방법으로 CNT 에폭시의 분산상태를 조사하였다. 기계적 물성 평가와 DSC를 이용한 열분석 방법으로 최적의 분산 조건을 구하였다. CNT를 분산시킨 4가지 중에서, 에폭시와 경화제를 각각 희석시킨 후 나노입자를 분산시키는 경우가 우수한 분산 결과를 나타내었다.

• Composites Research
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• 제27권5호
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• pp.190-195
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• 2014

본 연구에서는 MWNT(Multi-walled carbon nanotube)의 응집크기와 복소유전율의 관계를 수치해석적인 방법을 통하여 접근하였다. 이를 위하여 3-roll-mill 장비를 사용하여 1 wt% MWNT가 첨가된 에폭시 시편을 제작하였다. 제작된 시편은 X-band(8.2~12.4 GHz)에서 네트워크 분석기와 자유공간 측정 장비를 이용하여 복소유전율을 측정하였다. 측정된 복소유전율과 복소유전율 혼합 모델을 이용하여 에폭시와 MWNT 응집으로 이루어진 해석모델의 유전율을 결정하였다. 해석 모델은 앞서 말한 것과 같이 에폭시와 MWNT의 응집으로 이루어져 있으며, 정육면체 에폭시 내에 구 형태의 MWNT 응집을 가정하였다. 이에 따라 에폭시와 MWNT의 부피비율은 고정되며, 변수는 응집의 크기로 한정하였다. 수치해석은 상용 전자기 해석프로그램인 CST를 사용하였다. CST로부터 모델의 S-parameter를 얻었고, 복소유전율은 Nicolson 방법을 사용하여 얻었다. MATLAB으로 코드를 만들어 S-parameter 로부터 복소유전율을 얻었다. 수치해석 결과 응집의 크기가 작아질수록 복소유전율 값이 높아지는 모습을 살펴볼 수 있었으며, 이는 나노 입자의 이용에 있어서 분산도는 기계적인 특성뿐 아니라 전자기적 특성인 복소유전율에도 영향을 미친다고 볼 수 있으며, 같은 나노 입자 함량에서 분산도가 좋을수록 높은 복소유전율을 기대할 수 있다.

• 공업화학
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• 제25권1호
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• pp.1-13
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• 2014

리튬이온 배터리는 전기화학 에너지 저장 및 변환 기기에서 가장 높은 수준의 기술력을 기반으로 개발된 셀이며, 여전히 높은 에너지 밀도와 충방전 안정성이 높아서 가장 매력적인 배터리의 부류로서 평가받고 있다. 최근 급속한 대형 에너지 저장 응용시스템의 개발이 이루어지면서 기존의 그래파이트 전극을 대체하기 위한 새로운 음극물질의 개발이 요구되고 있다. 게르마늄과 실리콘은 이론적 에너지 용량이 높아서 다음 세대 리튬 배터리의 적합한 물질로 평가받고 있으며, 특히 게르마늄은 실리콘에 비해 충방전에 따른 부피변화가 상대적으로 적고, 리튬이온의 동력학 거동이 용이하며, 높은 전기전도도 특성이 있다. 본 총설에서는 우선 리튬이온 배터리의 기본 원리를 소개하고, 배터리 특성을 최대한 발휘할 수 있는 이상적인 음극 물질의 구조와 특성을 살펴보고자 한다. 다음 세대 음극물질로 고려되고 있는 게르마늄 복합체가 어떻게 현재의 리튬 배터리를 개선할 수 있을지를 논의하려고 한다. 그리고 최근 시도되고 있는 연구동향에 대한 소개를 끝으로 리튬이온 배터리의 고에너지 밀도화에 대한 참고문헌이 될 수 있기를 바란다.