• 제목/요약/키워드: Layered composite materials

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불소화 일라이트/폴리프로필렌 복합섬유 형성 및 열 및 기계적 특성 (Fluoro-illite/polypropylene Composite Fiber Formation and Their Thermal and Mechanical Properties)

  • 정의경;이영석
    • 공업화학
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    • 제22권5호
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    • pp.467-472
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    • 2011
  • 본 연구에서는 천연물을 이용한 기능성 섬유를 제조하기 위하여 미처리 및 불소화 일라이트를 첨가하여 일라이트/PP 복합섬유를 용융방사로 제조하고 그 물리적 특성을 고찰하였다. 복합필라멘트 형성 시 층상구조를 가지는 일라이트의 윤활특성으로 순수 PP 필라멘트에 비해 복합필라멘트의 직경이 감소하는 현상이 나타났으며, 불소화의 효과로 인한 계면 친화성 향상 및 분산성 향상으로 불소화 일라이트/PP 복합필라멘트의 직경이 순수 PP 필라멘트의 2/3 정도로 감소하였다. 미처리 및 불소화 일라이트 모두 일라이트/PP 복합필라멘트의 열안정성을 향상시키는 효과가 있는 것으로 확인되었다. 또한, 미처리 일라이트/PP 복합필라멘트는 연신 공정을 거칠 때 절사가 발생하여, 복합섬유로서 활용될 수 없었으나, 불소화 일라이트/PP 복합필라멘트는 연신 후 순수 PP 필라멘트와 비슷한 인장강도를 가지고, 50% 정도 증가한 탄성률을 가지는 것으로 보아 복합섬유로서 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다. 일라이트/PP 복합필라멘트를 형성 시, 불소화를 통하여 일라이트/PP간의 계면 친화성이 향상되고 고분자 내 분산성은 향상이 되었으나, 층간 결합력이 강한 비팽윤성 일라이트 고유의 성질로 인하여 일라이트의 박리나 PP의 일라이트 내 층간삽입이 충분히 발생하지 않은 것으로 보아 나노복합체가 아닌 마이크로 복합체를 형성하는 것으로 여겨진다.

연료극 지지체식 원통형 고체산화물 연료전지의 성능 특성 (Performance Characteristics of Anode-Supported Tubular Solid Oxide Fuel Cell)

  • 송락현;송근숙
    • 한국재료학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.368-373
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    • 2004
  • To improve the conventional cathode-supported tubular solid oxide fuel cell (SOFC) from the viewpoint of low cell power density, expensive fabrication process and high operation temperature, the anode-supported tubular solid oxide fuel cell was investigated. The anode tube of Ni-8mol% $Y_2$O$_3$-stabilized $ZrO_2$ (8YSZ) was manufactured by extrusion process, and, the electrolyte of 8YSZ and the multi-layered cathode of $LaSrMnO_3$(LSM)ILSM-YSZ composite/$LaSrCoFeO_3$ were coated on the surface of the anode tube by slurry dip coating process, subsequently. Their cell performances were examined under gases of humidified hydrogen with 3% water and air. In the thermal cycle condition of heating and cooling rates with $3.33^{\circ}C$/min, the anode-supported tubular cell showed an excellent resistance as compared with the electrolyte-supported planar cell. The optimum hydrogen flow rate was evaluated and the air preheating increased the cell performance due to the increased gas temperature inside the cell. In long-term stability test, the single cell indicated a stable performance of 300 mA/$\textrm{cm}^2$ at 0.85 V for 255 hr.

카본우븐패브릭 기반 2D 구조의 Ti3C2Tx 배터리음극소재 (2D Layered Ti3C2Tx Negative Electrode based Activated Carbon Woven Fabric for Structural Lithium Ion Battery)

  • 남상희;시마 엄라오;오세웅;오일권
    • Composites Research
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    • 제32권5호
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    • pp.296-300
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    • 2019
  • 2D 전이금속 탄화물(MXenes) 가운데, 타이타늄 기반의 $Ti_3C_2$는 뛰어난 전기전도성과 전기화학적 특성 및 표면작용기의 영향으로 이차 전지와 슈퍼캐패시터와 같은 에너지저장장치의 유망한 전극 물질로 각광받고 있다. 전극으로서 $Ti_3C_2$의 사용은 이온이 반응할 수 있는 표면적을 넓혀줄 뿐만 아니라, 이온의 확산 거리를 줄여주고, 전하의 운동을 향상시켜준다. 이 연구에서, 효율적으로 MAX phase로부터 $Ti_3C_2$를 합성하는 방법을 통해 리튬이온배터리에서 MXene기반의 전극 물질을 위한 새로운 방향을 제시하고자 한다.

ITS용 2층형 전파 흡수체(유전체/자성체) 설계 및 경사 입사 흡수 특성 해석 (Design and Performance Evaluation of Two-Layered Microwave Absorbers(Dielectric/Magnetic) for Wide Oblique Incidence Angles Used for ITS)

  • 김재웅;김성수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권11호
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    • pp.1217-1223
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    • 2007
  • 5.8 GHz의 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 시스템을 사용하는 ITS(Intelligent Transport System)에 전자파 환경 문제가 발생하면서 광각 경사 입사 대책용 전파 흡수체의 사용이 요구된다. 5.8 GHz 주파수에서 경사 입사된 전파에 대해 낮은 반사 손실을 보이는 2층형의 전파 흡수체(유전 복합 재료/자성 복합 재료)를 설계하였다. 흡수층에는 iron flake를 filler로 사용하였다. 임피던스 정합 기능의 표면층에는 유전상수가 낮은 carbon black을 사용하였다. 각 층의 sheet는 일반적인 세라믹 혼합물 제조 공정에 의해 제작되었고, 지지재로는 가황고무를 사용하였다. 전송 선로 이론에 근거하여 TE(Transverse Electric)와 TM(Transverse Magnetic) 편파에 대해 입사각을 변화시키며 반사 손실을 계산하였고, 자유공간법에 의해 반사 전력을 실측하였다. 입사각 $55^{\circ}$까지 낮은 반사 손실(-10 dB 이하)을 갖는 2층형 흡수체가 설계되었다. 자유공간법에 의한 반사 전력의 실측치가 이론적 계산치와 비슷한 값을 보여 설계 방법의 타당성을 입증할 수 있었다.

탄소나노섬유와 NiFe 분말을 함유한 단층형 전자기파 흡수체 (Single-layered Microwave Absorbers containing Carbon nanofibers and NiFe particles)

  • 박기연;한재흥;이상복;김진봉;이진우;이상관
    • Composites Research
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    • 제21권5호
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    • pp.9-14
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    • 2008
  • 유전성 손실재료로 CNFs가 사용되었고, 강자성의 submicron 크리 NiFe 분말을 자성 손실재료로 사용하였다. 획득한 손실재료의 함량과 혼합비에 따라 세 가지(dielectric, magnetic. mixed RAMs)의 타입으로 분류되고, 전체 12 종류의 복합재료를 제작하였다. 이들의 복소 유전율 및 투자율을 $2{\sim}18$ GHz 범위에서 측정하였다. 측정된 전자기적 물성과 다층형 매질에서의 투과 빛 반사와 관련된 이론을 사용하여 단층형 흡수체를 설계를 위한 매개변수 연구를 수행하였다. 혼합형 타입의 하나인 MD3 복합재료는 2.00 mm의 투께로 X-band ($8.2{\sim}12.4$ GHz)에서 약 4.0 GHz의 10 dB 흡수 대역폭을 나타내었고, 1.49mm의 두께로 Ku-band ($12.0{\sim}l8.0$ GHz)에서 약 6.0 GHz의 10 dB 흡수 대역폭을 나타내었다. 몇 종류의 복합재료에 대판 성능평가 실험이 수행되었고, 전반적인 흡수성능 경향과 10 dB 흡수 대역폭에서 예측 결과와 일치하였다.

Formation of Ti3SiC2 Interphase of SiC Fiber by Electrophoretic Deposition Method

  • Lee, Hyeon-Geun;Kim, Daejong;Jeong, Yeon Su;Park, Ji Yeon;Kim, Weon-Ju
    • 한국세라믹학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.87-92
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    • 2016
  • Due to its stability at high temperature and its layered structure, $Ti_3SiC_2$ MAX phase was considered to the interphase of $SiC_f/SiC$ composite. In this study, $Ti_3SiC_2$ MAX phase powder was deposited on SiC fiber via the electrophoretic deposition (EPD) method. The Zeta potential of the $Ti_3SiC_2$ suspension with and without polyethyleneimine as a dispersant was measured to determine the conditions of the EPD experiments. Using a suspension with 0.03 wt.% ball milled $Ti_3SiC_2$ powder and 0.3 wt.% PEI, $Ti_3SiC_2$ MAX phase was successfully coated on SiC fiber with an EPD voltage of 10 V for 2 h. Most of the coated $Ti_3SiC_2$ powders are composed of spherical particles. Part of the $Ti_3SiC_2$ powders that are platelet shaped are oriented parallel to the SiC fiber surface. From these results we expect that $Ti_3SiC_2$ can be applied to the interphase of $SiC_f/SiC$ composites.

하중기반 유한요소모델에 의한 FRP 보강 철근콘크리트 기둥의 비선형 해석 (Nonlinear Analysis of FRP Strengthened Reinforced Concrete Columns by Force-Based Finite Element Model)

  • 조창근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.529-537
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    • 2013
  • 이 연구의 목적은 하중기반 유한요소 정식화에 의한 FRP 보강된 철근콘크리트 보 또는 기둥 부재의 비선형 층상화의 등매개 골조 유한요소모델을 개발하는데 있다. 단면에서 콘크리트는 3축 응력-변형률 관계로 모델화하고 FRP 피복층은 2차원의 적층복합재료로 모델화하였다. 하중기반 유한요소의 요소강성행렬은 변위형상함수의 가정이 없고 하중보간함수를 갖고 있다. 횡 하중을 받는 GFRP 시트 보강된 철근콘크리트 기둥의 실험에 대해 개발된 하중기반 유한요소모델에 의한 해석을 수행하였다. 기존 강성도법의 유한요소해석과 비교하여 하중기반 유한요소해석은 전체적인 하중-변위 관계 뿐만 아니라 기둥의 소성힌지영역에서의 비선형 변형 및 손상을 보다 정확히 예측해 주었다.

지반위에 놓인 콘크리트 슬래브의 온도하중 하의 컬링 거동 및 하부층 영향 실험적 분석 (Experimental Analysis of Curling Behavior of Concrete Slabs on Grade under Temperature Loading and Underlying Layers' Effects)

  • 김성민;박희범
    • 한국도로학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.171-180
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    • 2008
  • 본 연구는 지반위에 놓여진 콘크리트 슬래브가 온도하중을 받아서 컬링할 때의 거동을 실내 실험을 통해 분석하고 슬래브를 지지하고 있는 하부층의 구성이 슬래브의 컬링 거동에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하기 위하여 수행되었다. 실험을 위해 콘크리트슬래브를 제작하고 온도측정센서를 장착하였으며 인위로 온도하중을 가하며 슬래브의 여러 위치에서 변위의 변화를 측정하였다. 하부층은 두 가지의 관점을 고려하여 구성하였으며, 첫째는 단일 하부층을 이용하여 재료와 두께를 달리하여 지지력을 다르게 하는 경우이며, 둘째는 하부층을 복층으로 구성하되 복합지지력은 일정하나 슬래브와 직접 접촉하는 상위하부층의 재료성질을 다르게 하는 경우이다. 실험결과 시간에 따른 슬래브의 수직 변위 변화는 온도구배의 변화와 거의 일치하는 양상을 보였으며 컬링 거동의 특성을 컬업 구간과 컬다운 구간으로 구분하여 분석하였다. 하부층의 지지력은 커질수록 슬래브의 중앙과 코너의 수직 변위 차이는 감소하게 되며 최상위 하부충의 재료 성질이 컬링 거동에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

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패류 껍질층의 경계면을 모방한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 거동 (Flexural Behavior of Highly Ductile Cement Composites Mimicking Boundary Conditions of Shellfish Skin Layer)

  • 권기성;전재영;방진욱;김윤용
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.108-115
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    • 2020
  • 본 연구에서는 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질층 경계면 구조를 모방하여 프리캐스트 형식으로 제조된 패널 사이를 후 타설 HDCC로 충전한 실험체와 PE-mesh를 HDCC층의 경계면에 배치한 실험체 등 2가지 경계면 특성을 고려하여 제작한 4종류 실험체의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능 평가결과 일반적인 휨 시험체 대비 층상화 단면을 적용한 모든 실험체의 연성이 증가하였다. 특히 PE-mesh를 삽입하여 층상화한 방법이 가장 우수한 연성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 삽입된 PE-mesh가 층을 분리하는 경계면 역할을 하고, PE-mesh 체눈 내의 각주형 HDCC는 층과 층사이의 부착을 견고히 하는 역할을 하였기 때문이라고 사료된다.

Plasma spray 공정을 이용한 BCuP-5 filler 금속/Ag 기판 복합 소재의 제조, 미세조직 및 접합 특성 (Fabrication, Microstructure and Adhesive Properties of BCuP-5 Filler Metal/Ag Plate Composite by using Plasma Spray Process)

  • 윤성준;김영균;박재성;박주현;이기안
    • 한국분말재료학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.333-338
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    • 2020
  • In this study, we fabricate a thin- and dense-BCuP-5 coating layer, one of the switching device multilayers, through a plasma spray process. In addition, the microstructure and macroscopic properties of the coating layer, such as hardness and bond strength, are investigated. Both the initial powder feedstock and plasma-sprayed BCuP-5 coating layer show the main Cu phase, Cu-Ag-Cu3P ternary phases, and Ag phase. This means that microstructural degradation does not occur during plasma spraying. The Vickers hardness of the coating layer was measured as 117.0 HV, indicating that the fine distribution of the three phases enables the excellent mechanical properties of the plasma-sprayed BCuP-5 coating layer. The pull-off strength of the plasma-sprayed BCuP-5 coating layer is measured as 16.5 kg/㎠. Based on the above findings, the applicability of plasma spray for the fabrication process of low-cost multi-layered electronic contact materials is discussed and suggested.