• 제목/요약/키워드: Graphite fibers

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바나듐 레독스 흐름 전지용 복합재료 분리판 개발 (Development of Composite Bipolar Plate for Vanadium Redox Flow Battery)

  • 임준우
    • Composites Research
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    • 제34권3호
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    • pp.148-154
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    • 2021
  • 탄소/에폭시 복합재료 분리판(BP)은 높은 기계적 특성과 생산성으로 인해 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)의 기존 흑연 분리판을 대체할 가능성이 있는 BP이다. 다기능 구조인 탄소/에폭시 복합재료 BP는 계면접촉저항(ICR)을 줄이기 위해 흑연 코팅 또는 추가 표면 처리가 필요하다. 그러나 팽창 흑연 코팅은 VRFB 작동 조건에서 낮은 내구성을 가지며 별도의 표면 처리는 추가 비용이 발생한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 폴리에스테르 직물을 적용하여 탄소/에폭시 복합재료 BP 표면의 잉여 수지층을 균일하게 제거하여 탄소섬유를 노출시키는 잉여 수지 흡수법을 개발하였다. 이 방법은 BP 표면에 탄소섬유를 노출하여 ICR을 감소시킬 뿐만 아니라 탄소 펠트 전극을 효과적으로 고정할 수 있는 고유한 도랑 패턴을 형성한다. 잉여 수지 흡수법에 의해 제작된 복합재료 BP의 산성 환경 내구성, 기계적 특성 및 기체 투과도에 대해 실험적으로 검증하였다.

흑연입자/탄소섬유 혼합 보강 전도성 고분자 복합재료의 전기적, 기계적 특성 연구 (Electrical and the Mechanical Properties of Graphite particle/carbon fiber hybrid Conductive Polymer Composites)

  • 허성일;윤진철;오경석;한경섭
    • Composites Research
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    • 제19권2호
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    • pp.7-12
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    • 2006
  • 본 연구에서는 탄소섬유의 첨가가 흑연 보강 전도성 고분자 복합재료의 전기적, 기계적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 압축성형법을 이용하여 흑연입자/탄소섬유 혼합 보강 전도성 고분자 복합재료를 제조하였으며 흑연입자의 고비율 충진은 복합재료 내에서 입자 사이의 직접 접촉을 통해 높은 전기 전도도(>100S/cm)를 얻는 것을 가능하게 하였다. 하지만 흑연입자의 비율이 높아짐에 따라 소재의 강도가 점차 떨어지게 되므로 이를 보완하기 위해 탄소섬유를 첨가하여 그에 따른 소재의 전기적, 기계적 특성 변화를 연구하였다. 탄소섬유의 충진 비율이 증가함에 따라 소재의 굽힘 강도는 증가하였으나 탄소섬유의 클러스터 형성으로 인해 탄소섬유 사이에 비전도성 영역이 발생하여 복합재료의 전기 전도도는 감소함을 확인하였다. 탄소섬유의 충진 비율이 전체 시스템의 20wt.%인 경우에는 굽힘 강도는 12% 증가한 반면 전기 전도도가 27% 감소하였다.

NMP로부터 제조된 Melt-blown흑연섬유의 안정화조건에 따른 미세구조와 전기화학적 특성 (Effect of Stabilization Conditions on the Microstructure and Electrochemical Properties of Melt-blown Graphite Fibers Prepared from NMP)

  • 김찬;양갑승;고장면;박상희;박호철;김영민
    • 전기화학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.104-108
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    • 2001
  • 용융분사법으로 나프탈렌계 메조페이스 피치(mP)를 방사하여 산화안정화 속도를 변화시켜 흑연화 섬유의 모폴러지를 제어하였으며, 흑연화 섬유를 이용하여 Li-ion 이차전지 부극을 제조하여 충$\cdot$방전 거동 및 용량을 측정하였다. 용융분사조건에 따라 제조된 피치섬유의 직경은 $4{\mu}m$로부터 $16{\mu}m$까지 다양하였다 이중에서 직경 $10{\mu}m$인 피치섬유를 선택하여 세가지 승온속도 조건 $2^{\circ}C/min,\;5^{\circ}C/min,\;10^{\circ}/min$에서 산화안정화 후 $1000^{\circ}C$에서 탄소화하여 $2650^{\circ}C$에서 흑연화 한 결과, 섬유 단면이 산화안정화 조건 $2^{\circ}C/min$의 경우는 라디알 구조, $5^{\circ}C/min$의 것은 라디알-랜덤 구조, $10^{\circ}C/min$의 경우는 skin-core 구조를 형성하였고, 승온속도가 큰 경우일수록 이흑연화성이 컷다. 이것은 큰 승온속도에서는 탄소화$\cdot$흑연화 과정에서 섬유표면에서만 산화안정화가 일어나고, 내부에서는 피치분자가 유동성이 커 승온과정에서 고결정성의 흑연구조가 발달한 것으로 추측된다. 따라서 이흑연화성이 큰 $10^{\circ}C/min$에서 산화안정화 한 것이 충전방전 용량이 $2^{\circ}C/min$의 경우에 비해서 1.3배로 약 400mAh/g, 충방전 효율도 $96.8\%$로 가장 우수한 특성을 나타냈다.

Performance of carbon fiber added to anodes of conductive cement-graphite pastes used in electrochemical chloride extraction in concretes

  • Pellegrini-Cervantes, M.J.;Barrios-Durstewitz, C.P.;Nunez-Jaquez, R.E.;Baldenebro-Lopez, F.J.;Corral-Higuera, R.;Arredondo-Rea, S.P.;Rodriguez-Rodriguez, M.;Llanes-Cardenas, O.;Beltran-Chacon, R.
    • Carbon letters
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    • 제26권
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    • pp.18-24
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    • 2018
  • Pollution of chloride ion-reinforced concrete can trigger active corrosion processes that reduce the useful life of structures. Multifunctional materials used as a counter-electrode by electrochemical techniques have been used to rehabilitate contaminated concrete. Cement-based pastes added to carbonaceous material, fibers or dust, have been used as an anode in the non-destructive Electrochemical Chloride Extraction (ECE) technique. We studied the performance of the addition of Carbon Fiber (CF) in a cement-graphite powder base paste used as an anode in ECE of concretes contaminated with chlorides from the preparation of the mixture. The experimental parameters were: 2.3% of free chlorides, 21 days of ECE application, a Carbon Fiber Volume Fraction (CFVF) of 0.1, 0.3, 0.6, 0.9%, a lithium borate alkaline electrolyte, a current density of $4.0A/m^2$ and a cement/graphite ratio of 1.0 for the paste. The efficiency of the ECE in the traditional technique using metal mesh as an anode was 77.6% and for CFVF of 0.9% it was 90.4%, with a tendency to increase to higher percentages of the CFVF in the conductive cement-graphite paste, keeping the pH stable and achieving a homogeneous ECE in the mass of the concrete contaminated with chlorides.

광섬유의 인장강도에 미치는 Drawing Condition의 영향 (The Effect of Drawing Conditions on the Tensile Strength of Optical Fiber)

  • 한택상;최상삼
    • 한국세라믹학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.44-50
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    • 1982
  • Drawing optical fibers in a graphite furnace is one of the most convenient and economical means of producing optical fiber. Since the flaw formation on optical fiber is mainly due to dust contaminations during drawing and surface corrosion by water vapor penetration through coating layer, the tensile strength of optical fiber drawn in a graphite furnace is greatly inflenced by the drawing conditions. The important factors found in this investigation were preform treatment (fire polishing), furnace interior environment (dust contamination, inert gas flows), primary coating condition (resin curing temperature, coating materials, method, thickness) and fiber pulling condition (furnace temperature, drawing speed, pulling tension). The tensile strength at optimum drawing conditions turned out to be 5 ~ 6 GPa.

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PCD 공구에 의한 Graphite/Epoxy 복합재료 가공시 발생하는 표면조도의 특성 연구

  • 왕덕현
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1992년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.101-105
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    • 1992
  • Machined graphite/epoxy composite surfaces were studied by using SEM(Scanning Electron Microscopy). surface profilometry and its analysis to determine suitable surface describing parameters for machined unidirectional and laminate composite surface. The surface roughness and profile are found to be highly dependent on the fiber layup direction and the measurement direction. Machined unidirectional and 0.deg. 45 .deg. 90 .deg. plies in laminate composite surface profiles are found to be Gaussian in the direction of machining. Since there exist bare fibers without matrix smearing in 0 .deg. ply, higher surface roughness values were found in this orientation. It was possible to machine 90 .deg. and -45 .deg. plies due to the adjacent plies, which were holding those plies. It was found that the microgeometrical variations in terms of roughness parameters Ra without Dy (maximum Damage Depth) region and Dy are better descriptors of the machined laminate composite surface than commonly used roughness parameters Ra and Ra. The characteristics of surface profiles in laminate composite are well represented in CHD (Cumulative Height Distribution) plot and PPD (Percentage Probability Density) plot. Also, the power spectral density function is shown to be capable of identifying the wavelength distribution of the machining damage.

Numerical Evaluation of Phase Velocity and Attenuation of Ultrasonic Waves in Fiber-Reinforced Composites Using the Mass-Spring-Dashpot Lattice Model

  • Baek, Eun-Sol;Yim, Hyun-June
    • 비파괴검사학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.483-495
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    • 2008
  • The paper presents a numerical study to evaluate the phase velocities and attenuations of the average longitudinal and shear ultrasonic waves resulting from multiple scattering in fiber-reinforced composites. A computational procedure developed in this work is first used to produce a random, yet largely even distribution of fibers. Both the viscoelastic epoxy matrix and lossless randomly distributed graphite fibers are modeled using the mass-spring-dashpot lattice model, with no damping for the latter. By numerically simulating ultrasonic through-transmission tests using this direct model of composites, phase velocities and attenuations of the longitudinal and shear waves through the composite are found as functions of frequency or fiber concentration. The numerical results are observed to generally agree with the corresponding results in the literature. Discrepancies found in some detail aspects, particularly in the attenuation results, are also addressed.

탄소 섬유/에폭시 복합 재료의 마찰 및 마멸 성질에 미치는 습도 및 구조의 영향 (Effects of Humidity and Structure on Friction and Wear Properties of Carbon Fiber/Epoxy Composites)

  • 심현해;권오관;윤재륜
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1990년도 제12회 학술강연회초록집
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    • pp.63-68
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    • 1990
  • Friction and wear behavior of a unidirectional high modulus carbon fiber reinforced epoxy composite exposed to high and low humidity was experimentally examined with various sliding speeds. The results show that the moisture at the sliding surface greatly influences friction and wear properties of the composite. It is also discoverd that the difference in friction and wear behavior between samples with different fiber orientations is mainly due to the anisotropic properties caused by the microstructure of oriented graphite crystals in the carbon fibers and the macrostructure of fiber orientation in the matrix.

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탄소 섬유/에폭시 복합 재료의 마찰 및 마멸 성질에 미치는 습도 및 구조의 영향 (Effects of Humidity and Structure on Friction and Wear Properties of Carbon Fiber/Epoxy Composites)

  • 심현해;권오관;윤재륜
    • Tribology and Lubricants
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    • 제6권2호
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    • pp.88-93
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    • 1990
  • Friction and wear behavior of a unidirectional high modulus carbon fiber reinforced epoxy composite exposed to high and low humidity was experimentally examined with various sliding speeds. The results show that the moisture at the sliding surface greatly influences friction and wear properties of the composite. It is also discoverd that the difference in friction and wear behavior between samples with different fiber orientations is mainly due to the anisotropic properties caused by the microstructure of oriented graphite crystals in the carbon fibers and the macrostructure of fiber orientation in the matrix.