• 한국해양공학회지
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• 제27권5호
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• pp.99-104
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• 2013

Recently, various nanoparticles have been used for filler in polymer matrices. The particles of nano size are whether high or not cross-link density in polymer affects the thermal and mechanical properties of one. The properties change as a result of chemical reactions between the nanoparticles and the surface of the polymer. There are two models for nanocomposites: "repulsive interaction" and "attractive interaction" between the nanoparticles and matrix. In this study, the variation in the curing mechanism was examined when nano-size $TiO_2$ was dispersed into an epoxy (Bisphenol A, YD-128) with different curing agents. The results of this study showed that the exothermic temperature and Tg in the case of the nanoparticles used (Jeffamine) (D-180) at room temperature were reduced by an increase in the $TiO_2$ contents because of the "repulsive interaction" between the nanoparticles and the matrix. The tensile strengths were increased by increasing amounts of $TiO_2$ until 3 wt% because of a dispersion strengthening effect caused by the nanoparticles, because of the repulsive interaction. However, such tensile properties decreased at 5 wt% of $TiO_2$, because the $TiO_2$ was agglomerated in the epoxy. In contrast, in the case of the nanoparticles that used NMA and BDMA, the exothermic temperature and Tg tended to rise with increasing amounts of $TiO_2$ as a result of the "attractive interaction." This was because the same amounts of $TiO_2$ were well dispersed in the epoxy. The tensile strength decreased with an increase in the $TiO_2$ contents. In the general attractive interaction model, however, the cross-link density was higher, and tensile strength tended to increase. Therefore, for the nanoparticles that used NMA, it was difficult to conclude that the result was caused by the "attractive model."

• Steel and Composite Structures
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• 제35권5호
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• pp.627-634
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• 2020

The past years were marked by an increase in the use of wood waste in civil and mechanical constructions. Date palm waste remains also one of the most solicited renewable and recyclable natural resources in the composition of composite materials. In Algeria, a great amount of this type of plant wastes accumulates every year. In order to make use of this waste, a new wood-epoxy composite material based on date palm petiole particleboard is developed. It makes use of date palm petiole particleboard as reinforcement and epoxy resin as matrix. The size of the particles reinforcement are between 1~3 mm and proportion of reinforcement used is 37%. In this work, experimental and numerical studies are conducted in order to characterize the wood fibre-epoxy plates. Firstly, experimental modal analysis test was carried out to determine Young's modulus of the elaborated material. Then, in order to validate the results, compression test was conducted. Furthermore, additional information about the shear modulus of this material is obtained by performing an experimental modal analysis to extract the first torsional mode. Moreover, a finite element model is developed using ANSYS software to simulate the vibration behaviour of the plates. The results show a good agreement with the experimental modal analysis, which confirms the values of Young's modulus and shear modulus.

• Composites Research
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• 제24권4호
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• pp.11-16
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• 2011

극저온 응용에서 사용하는 고분자복합재료의 계면물성 유지가 아주 중요하다. 본 연구에서는 상온과 극저온에서 사용하는 단일 탄소섬유강화 에폭시 복합재료를 마이크로드롭넷 시험과 전기-미세역학시험법을 이용한 계면전단강도와 겉보기 강성도를 평가하였다. 탄소섬유와 저온용 에폭시의 극저온에 따른 기계적 물성변화를 확인하였다. 극저온에서 탄소섬유 인장실험 결과, 상온과 비교하여 강성도는 유지하면서 강도와 연신율이 감소하였다. 이에 비해, 에폭시 기지는 상온보다 극저온에서 강도가 증가되었으나, 연신율이 감소하는 결과를 보여주었다. 이는 탄소섬유에 비해 에폭시 수지내 존재하는 빈 공간이 극저온에서 열적 수축이 최대로 일어나기 때문이다. 계면전단강도는 $-10^{\circ}C$에서 최대를 보인 후에 극저온까지 점차 감소를 보여 주었다. 그러나, 탄소섬유와 YDF-175 에폭시가 극저온에서도 여전히 상온보다 양호한 계면전단강도를 보여주었다. 이 결과는 아주 유용하며 선정된 저온용 에폭시의 인성과 계면접착력이 극저온에서도 유지되기 때문이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.426-434
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• 2010

본 논문에서는 충격손상을 갖는 유리섬유강화 복합재료의 강도 저하 특성과 이의 통계적 특성을 실험적으로 평가하였다. 평직 복합재료의 주요 충격손상은 섬유파단과 모재균열로서 이는 층간분리가 주된 충격손상인 일방향 적층복합재료와는 상이한 양상이다. 일방향 적층복합재료에 대하여 제안된 기존의 잔류강도 예측모델을 이용하여 충격손상을 갖는 평직 glass/epoxy 복합재료의 잔류강도를 평가하였다. 그 결과 Avva 및 Caprino의 잔류강도 예측모델은 평직 복합재료의 잔류강도에 대해서도 잘 평가되었다. 또한 유리섬유강화 복합재료의 잔류강도에 대한 통계적 특성 평가를 위한 모델을 제안하였으며, 이를 통한 예측결과는 복합재료의 두께와 관계없이 실험결과를 잘 묘사하였다.

• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.223-229
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• 2016

SiC 나노입자는 고분자 수지의 굴곡특성을 강화하기 위해 사용된다. 본 연구는 대용량 SiC 나노입자가 함유된 에폭시 수지를 제조하고 분산도를 평가한 것에 관한 내용이다. SiC 나노입자를 혼합하는 과정에 교반기와 초음파 분쇄기를 동시에 사용하여 20 wt%의 SiC 나노입자 강화 에폭시 복합재료를 제조하였다. 교반기와 분쇄기를 동시에 이용하는 방법으로 분산속도와 분산도가 개선됨을 기계적 물성 평가와 FE-SEM 결과로 확인하였다. 이러한 결과로 SiC 나노입자의 분산 모델을 구축하였다. 궁극적으로, 탄소섬유(UD 타입)와 20 wt% SiC 나노입자 강화 에폭시 수지를 사용하여 복합재료를 제조하였다. 교반기와 분쇄기를 동시에 사용했을 경우 초음파 분쇄기만 이용했을 경우에 비해 우수한 복합재료의 물성을 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권4호
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• pp.59-65
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• 2001

경화 전 상온 보관성이 우수하며 넓은 면적에 균일한 두께와 균일한 유전특성의 커패시터를 쉽게 형성할 수 있는 epoxy/$BaTiO_3$composite커패시터 필름을 제조하였다. 이 필름은 필름 형성특성과 가공성, 그리고 상온 보관성이 우수한 에폭시계 이방성 전도 필름(Anisotropic Conductive Film: ACF)용으로 개발된 레진을 기본으로 하고, 유전상수를 높이기 위한 충진제로 2종류의 $BaTiO_3$분말을 사용하였다. X선 회절을 통하여 두 분말의 결정구조와 이에 따른 유전상수의 변화를 살펴보았으며, 점포 측정을 통해 분산제의 양을 정하였다. 필름의 경화온도와 적정한 경화제의 양을 결정해주기 위해 differential scanning calorimeter (DSC)와 커패시터의 특성 분석을 통해 경화제 양에 따른 필름 및 커패시터 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 이 필름을 이용하여 두께 7 $\mu\textrm{m}$에서 10 nF/$\textrm{cm}^2$ (이때의 유전상수는 80)의 높은 전기용량을 가진 우수한 커패시터를 성공적으로 제작하였다.

• Composites Research
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• 제23권3호
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• pp.58-63
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• 2010

MWCNT의 형상비 차이에 따른 MWCNT/에폭시 복합재료의 인장 및 굽힘 특성과 전기전도도를 비교하였다. 호모믹서(homomixer)와 3단롤밀(three-roll mill)을 사용하여 분산된 MWCNT와 에폭시 혼합물을 금형에 부어 압축 성형법으로 시편을 제조하였다. 에폭시 내 MWCNT의 분산 정도를 평가하기 위해 SEM을 사용하여 시편의 파단면을 관찰하였다. MWCNT의 첨가로 인해 인장강도는 최대 7%증가 하였으나 굽힘강도는 증가가 미미하였으며 형상비가 가장 큰 MWCNT의 경우에는 감소하였다. MWCNT 포함량을 변화시켰을 때 CM-95의 경우 인장강도는 1wt%에서, 굽힘강도는 0.5wt%에서 최대값을 보였으나 더 많은 포함량에서는 감소하였다. MWCNT/에폭시 복합재료의 두께 방향 및 면내방향 전기전도도는 2단자법에 의한 저항값으로부터 계산되었으며 MWCNT의 형상비가 클수록, 또 포함량이 증가할수록 전기전도도 값은 증가하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제22권4호
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• pp.234-239
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• 2015

Electronic products are a major part of evolving industry and human life style; however most of them are known to emit electromagnetic waves that have severe health hazards. Therefore, different materials and fabrication techniques are understudy to control or limit transfer of such waves to human body. In this study, nanocomposite powder is dispersed into epoxy resin and shielding effects such as absorption, reflection, penetration and multiple reflections are investigated. In addition, nano size powder (Ni, $Fe_2O_3$, Fe-85Ni, C-Ni) is fabricated by pulsed wire evaporation method and dispersed manually into epoxy. Characterization techniques such as X-ray diffraction, Scanning electron microscopy and Transmission electron microscopy are used to investigate the phase analysis, size and shape as well as dispersion trend of a nano powder on epoxy matrix. Shielding effect is measured by standard test method to investigate the electromagnetic shielding effectiveness of planar materials, ASTM D4935. At lower frequency, sample consisting nano-powder of Fe-85%Wt Ni shows better electromagnetic shielding effect compared to only epoxy, only Ni, $Fe_2O_3$ and C-Ni samples.

• 접착 및 계면
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• 제14권2호
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• pp.75-81
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• 2013

SiC 나노입자를 이용하여 에폭시 복합재료를 제조할 수 있다. SiC 형상에 따른 영향으로 복합재료의 계면 물성이 변화된다. SiC의 형상에 따른 계면 상태의 변화를 관찰하기 위해 베타 형태, 위스커 형태의 SiC 나노입자를 사용하였다. 나노입자에 대한 분산도를 평가하기 위해 커패시턴스를 이용한 분산도 평가방법을 활용하였다. FE-SEM을 이용하여 SiC 나노입자의 활용에 따른 나노복합재료의 파단면을 관찰하여, 그 강화 효과를 비교 분석하였다. 탄소섬유와 SiC 나노입자가 함유된 에폭시를 이용한 복합재료에 계면 물성을 비교하기 위해 층간전단강도 평가법과 계면전단강도 평가법을 이용하였다. 복합재료의 계면 물성을 강화하기 위해서는 베타 형태의 SiC 나노입자를 활용할 경우가 위스커 입자를 이용한 경우보다 높은 계면 강도를 나타냈다.

• Elastomers and Composites
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• 제56권3호
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• pp.179-186
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• 2021

Carbon-based nanofillers, including nanodiamond (ND) and carbon nanotubes (CNTs), have been employed in epoxy matrixes for improving the toughness, using the tow prepreg method, of epoxy compounds for high pressure tanks. The reinforcing performance was compared with those of commercially available toughening fillers, including carboxyl-terminated butadiene acrylonitrile (CTBN) and block copolymers, such as poly(methyl methacrylate)-b-poly(butyl acrylate)-b-poly(methyl methacrylate) (BA-b-MMA). CTNB improved the mechanical performance at a relatively high filler loading of ~5 phr. Nanosized BA-b-MMA showed improved performance at a lower filler loading of ~2 phr. However, the mechanical properties deteriorated at a higher loading of ~5 phr because of the formation of larger aggregates. ND showed no significant improvement in mechanical properties because of aggregate formation. In contrast, surface-treated ND with epoxidized hydroxyl-terminated polybutadiene considerably improved the mechanical properties, notably the impact strength, because of more uniform dispersion of particles in the epoxy matrix. CNTs noticeably improved the flexural strength and impact strength at a filler loading of 0.5 phr. However, the improvements were lost with further addition of fillers because of CNT aggregation.