본 논문에서는 카본 블랙, 탄소나노섬유, 탄소나노튜브를 혼합한 유리섬유/에폭시 복합재료 적층판의 복소 유전율과 그 특성이 전자파 흡수체 설계에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 실험은 벡터회로망분석기와 7 mm 동축관을 이용하여 0.5 GHz$\sim$18 GHz의 주파수 영역에서 수행하였다. 실험결과는 복합재료의 복소 유전율이 첨가된 탄소나노소재의 함유율과 그 특성에 강하게 영향을 받는 것으로 나타났다. 복소 유전율의 실수부와 허수부는 탄소나노소재의 함유량에 따라 증가하지만, 탄소나노소재의 형태에 따라서 그 증가율이 모두 다르게 나타났다. 이러한 상이한 증가율은 단층형 흡수체의 설계에 있어서 두께에 영향을 준다. 이러한 영향은 단층형 흡수체를 설계하기 위한 복소 유전율의 해와 실험으로부터 얻은 세가지 종류의 복합재료의 복소 유전율을 함께 배치한 Cole-Cole 선도를 이용하여 평가되었다. 설계결과를 바탕으로 각각의 탄소나노소재를 이용하여 -10 dB의 흡수대역이 모두 3 GHz이면서 두께가 서로 다른 흡수체를 개발하였다.
Polyaluminocarbosilane was synthesized by direct reaction of polydimethylsilane with aluminum(III)-acetylacetonate in the presence of zeolite catalyst. A fraction of higher molecular weight polycarbosilane was formed due to the binding of aluminium acetylacetonate radicals with the polycarbosilane backbone. Small amount of Si-O-Si bond was observed in the as-prepared polyaluminocarbosilane as the result. Polyaluminocarbosilane fiber was obtained through a melt spinning and was pyrolyzed and sintered into SiC fiber from $1200{\sim}2000^{\circ}C$ under a controlled atmosphere. The nucleation and growth of ${\beta}-SiC$ grains between $1400{\sim}1600^{\circ}C$ are accompanied with nano pores formation and residual carbon generation. Above $1800^{\circ}C$, SiC fiber could be sintered to give a fully crystallized ${\beta}-SiC$ with some ${\alpha}-SiC$.
The characteristic of carbon nano fiber (CNF) as electron emitters was described. Carbon nano fiber (CNF) of herringbone was prepared by thermal chemical vapor deposition(CVD), mixed with binders and conductive materials, and then were formed by screen-printing process. In order to increase effectively field emissions, the surface treatment of rubbing & peel-off was applied to the printed CNF emitters on cathode electrode. The measurements of field emission properties were carried out by using a diode structure inline vacuum chamber. CNF of herringbone type showed good emission properties that a turn on field was as low as $2.5V/{\mu}m$ and current density was as large as $0.15mA/cm^2$ of $4.5V/{\mu}m$ with electric field. After the vacuum packaged panel of 5-inch in diagonal, the measured white brightness was as high as $7000cd/m^2$ at 1900V of anode and 700V of gate voltage.
Rapid industrial development in recent times has increased the demand for light-weight materials with high strength and structural integrity. In this context, carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) composite materials are being extensively used. However, laminated CFRPs develop faults during impact because CFRPs are composed of mixed carbon fiber and epoxy. Moreover, their fracturing behavior is very complicated and difficult to interpret. In this paper, the effect of the direction of lamination in CFRP on the absorbed impact energy and impact strength were evaluated, including symmetric ply (0°/0°, −15°/+15°, −30°/+30°, −45°/+45°, and −90°/+90°) and asymmetric ply (0°/15°, 0°/30°, 0°/45°, and 0°/90°), through drop-weight impact tests. Further, the thermal properties of the specimens were measured using an infrared camera. Correlations between the absorbed impact energy, impact strength, and thermal properties as determined by the drop-weight impact tests were analyzed. These analyses revealed that the absorbed impact energy of the specimens with asymmetric laminated angles was greater than that of the specimens with symmetric laminated angles. In addition, the asymmetry ply absorbed more impact energy than the symmetric ply. Finally, the absorbed impact energy was inversely proportional to the thermal characteristics of the specimens.
사용자 중심의 서비스디자인 방법론을 통한 디자인개발을 진행하고 시제품 제작 시 소재 선정 기준에 대해 조사분석하여 선정된 소재인 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) CNT(Carbon Nano Tube)를 동물용 X-ray 디텍터 패널부분에 적용하여 제품디자인 및 시제품 개발을 진행하고 CFRP CNT 패널을 적용하여 완성된 시제품을 Drop 테스트, 전면 외압 강도 시험, 방진/방수 성능 시험을 진행하여 야외환경에서 사용하는 휴대가능한 동물용 X-ray 디텍터로 활용이 가능한 제품임을 확인하였다.
활성탄소섬유에 항균특성을 부가하기 위해 은나노입자, 망간 그리고 인산을 첨착시켰으며 이러한 첨착정도를 SEM 분석을 통해 관찰한 결과 적절하게 ACF에 첨착되었음을 확인할 수 있었다. 은나노입자 등으로 첨착된 ACF는 첨착되지 않은 ACF보다 휘발성 유기화합물의 흡착능력면에서 다소 떨어짐을 알 수 있었다. 은나노입자와 인산으로 첨착된 ACF의 경우 bacillus cereus와 salmonella entaritidis에 대해 뛰어난 항균력을 보였으나 망간으로 첨착된 ACF의 경우는 bacillus cereus와 salmonella entaritidis에 대한 항균력이 거의 없음을 알 수 있었다.
Carbon composites for flexible fiber heating element were examined to improve the electrical conductivity in this study. Carbon composites using carbon black, denka black, super-c, super-p with/without CNF or dispersant such as BCS03 and Sikament-nn were prepared. Carbon composite slurry was coated on plane film and yarns(cotton, polyester) and the performances of prepared heating materials were investigated by checking electrical surface resistance, adhesion strength. The plane heating element using carbon black under natural drying condition($25^{\circ}C$) had better physical properties such as surface resistance(185.3 Ohm/sq) and adhesion strength(above 90%) than those of other carbon composite heating elements. From these results, polyester heating element coated by carbon black showed better electrical line resistance(33.2 kOhm/cm) than cotton heating element. Then, it was found that polyester heating element coated by carbon black with CNF(3 wt%) and BCS03(1 wt%) appeared best properties(0.604 kOhm/cm).
본 연구에서 우리는 보론 도핑된 다이아몬드 나노물질을 이용하여 유연성 탄소 섬유 기반의 전극(CF-BDD 전극)을 개발하고, 이를 비효소적 글루코스 센서에 적용하여 전기화학적 특성을 확인하였다. 이 전극은 탄소 섬유 표면에 정전하 자기조립법을 이용하여 BDD 층을 증착하여 제작하였다. 이 전극 물질의 표면 구조는 주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였으며, 전기화학적 특성 및 센싱 성능 분석은 시간대전류법(CA)와 순환전압 전류법(CV), 전기화학 임피던스(EIS)으로 실행하였다. 제작된 CF-BDD 전극은 산화-환원 화학종과 전극 계면 간의 effective direct electron transfer와 large effective surface area, high catalytic activity의 우수한 특성들을 보였다. 결과적으로, CF 센서와 비교에서 CF-BDD 센서는 더 넓은 선형 농도 범위(3.75~50 mM)와 더 빠른 감응 시간(3초 이내), 더 높은 감도(388.8 nA/mM) 등의 향상된 센싱 특성을 보였다. 따라서, 본 연구에서 개발된 전극 물질은 다양한 전기화학 센서 뿐 아니라, 웨어러블 센서 소재로도 활용 가능할 것으로 기대된다.
The wafer carrier is made of PP, PC, PE resin which have excellent heat and chemical resistance and electrical properties. However, particle generation has become a problem due to static electricity generated in the carrier. Some conductive material such as carbon black (CB) and carbon fiber (CF) are added for the purpose of anti-static, however, additional for motility and particle contamination problems due to high carbon content occurs. In this paper, the electrical characteristics and workability are observed and compared by adding low Carbon Nono Tube(CNT) to each PP, PC and PE resin to solve the problem.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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