• 제목/요약/키워드: Nano-Composites

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실리케이트계 반응성 나노소재의 시멘트 혼화재로써 적용 가능성에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Applicability of Reactivity SiO2 Nano-Materials as Cement Composites)

  • 김원우;문재흠;백철우;양근혁
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.529-536
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    • 2021
  • 본 연구에서는 나노소재를 콘크리트용 혼화재로 사용 시 압축강도 증진효과를 실험적으로 분석하였다. 콘크리트용 배합설계를 위해 시멘트 비중 시험(KS L 5110) 방법을 이용하여 5종의 실리케이트계와 1종의 티타늄계 나노소재의 비중을 측정하였다. 그리고 BS EN 196-1의 시멘트 페이스트의 강도측정을 통해 K-value 산정하여 나노소재의 반응성을 검토하였다. 실리케이트계 나노소재 2종의 압축강도 증진효과 분석을 위해 건설용 혼화재 및 활성화재를 함께 사용하여 압축강도를 비교분석하였다. 본 연구에 사용한 실리케이트계 나노소재의 비중은 1.40 - 2.11 수준으로 OPC 대비 비중이 낮게 측정되었으며 나노소재의 반응성은 OPC 대비 7일차에 최대 1.22배, 28일차에 최대 1.12배 높게 분석됐다. 나노소재의 비중이 낮아 나노소재를 사용한 콘크리트의 단위중량은 2.08 - 2.24 수준으로 OPC 배합 2.26과 비교해 상대적으로 낮게 나타났다. 나노소재를 사용한 배합의 압축강도는 재령 28일 기준 81.47-101.34MPa로 건설용 혼화재 및 활성화재를 사용 시 OPC 배합과 비교해서 압축강도가 최대 47.5% 증가했다.

Nano-Hydroxyapatite Modified by Grafting Polylactide and its Tissue Engineering Application

  • Zhuang, Xiuli;Zhang, Peibiao;Qiu, Xueyu;Chen, Xuesi;Jing, Xiabin
    • 한국고분자학회:학술대회논문집
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    • 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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    • pp.182-182
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    • 2006
  • PLLA grafted Hydroxyapatite / polylactide (g-HA/PLA) composites were prepared by three grafting methods. The modified particles (p-HA) were dispersed more uniformly in the PLLA matrix than pure n-HA. The p-HA/PLLA composites exhibited better mechanical properties and thermal stability than the n-HA/PLLA composites. The composites also demonstrated improved cell compatibility due to the good biocompatibility of the HAP nanoparticles and the more uniform distribution of the PLLA-grafted HAP nanoparticles on the film surface. All of these results indicated that the p-HAP/PLLA nano-composites might have a promising medical application in bone repair and in bone tissue-engineering.

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울트라 배터리 용 전해액 첨가제와 Nano-Pb/AC 음극의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Electrolyte Additives and Nano-Pb/AC Anode for Ultra Batteries)

  • 김근중;이종대
    • 공업화학
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    • 제29권5호
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    • pp.549-555
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    • 2018
  • 본 연구에서는 울트라 배터리의 전기화학적 성능을 향상시키기 위해서 Nano-Pb/Activated Carbon (Nano-Pb/AC) 복합소재와 전해액 첨가제의 특성이 조사되었다. 제조된 복합 소재의 물리적 특성은 FE-SEM, TEM, XPS, BET를 이용하여 분석하였고, 울트라 배터리의 전기화학적 성능은 사이클, 율속, 임피던스 테스트를 통해 조사되었다. 납 산 배터리에 비하여 나노 납 함량이 9 wt%인 복합소재로 코팅된 울트라 배터리는 사이클 성능이 150%로 개선되었으며, 1-5 C 율속 테스트에서 방전 용량이 119-122%로 증가되었다. 또한 임피던스 테스트 결과 나노 납 함량이 증가할수록 내부 저항의 크기가 작아지는 것을 확인하였다. 전해액 첨가제가 0.45 vol% 포함된 배터리의 장기 사이클 성능은 140%로 향상되었다.

$Al_2O_3/ZrO_2$복합체의 기계적 물성 및 파괴거동 (Mechanical Properties and Failure Analysis of $Al_2O_3/ZrO_2$ Composites)

  • 홍기곤;한동빈
    • 한국재료학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.172-179
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    • 1992
  • $Al_2O_3/ZrO_2$복합분말에 상릉분말을 침가하여 상압소결법으로 $Al_2O_3/ZrO_2$복합체를 제조한 후, 밀도, 강도, 경도 및 파괴인성등의 물성을 측정하였으며 미세구조 및 파괴단면도 관찰하였다. 상용분말의 침가량이 중량비로 50%이하인 경우에는 평균 꺽임 강도가 640 MPa정도로 거의 변화가 없었으며, 50%이상 첨가된 경우에는 강도가 저하되었는데, 이는 미세조직과 관계가 있는 것으로 생각된다. 또한 파괴인성(4.3-5.3 $Mpam^{1/2}$)값은 상용분말 첨가량에 비례하여 증가하였다. 파괴단면 관찰결과 파괴원인으로는 가공에서 생기는 표면 결함, $ZrO_2$ agglomeration에 의한 crack-like void 및 $Al_2O_3/ZrO_2$ nano복합체 분말과 상용분말간의 소결성 차이에서 생기는 계면 분리등이 관찰되었는데, nano 복합 분말만을 사용한 소결체에서는 가공에 의한 표면 결함만이 파괴원으로 작용하였다. 또한, 파괴형태는 주로 transgranular fracture이었다

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Field-Aided Micro-Tailoring에 의한 기능성 나노복합재 제조 (Manufacturing Functional Nano-Composites by Using Field-Aided Micro-Tailoring Manipulation)

  • 조희근;이주훈;심은섭
    • Composites Research
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    • 제25권6호
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    • pp.178-185
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    • 2012
  • 본 연구에서는 기능성 나노복합재를 제작하는 방법이 제시되었다. 미소 입자들을 포함하고 있는 점성을 가진 유체에 전기장을 가하여 유체속에 포함된 입자들을 전기장의 방향에 따라 규칙적으로 배열을 하였다. FAiMTa 기술이라고 불리는 이 방법은 마이크로 혹은 나노 사이즈의 입자들을 체인의 형태로 배열하여 직교이방성 폴리머 나노복합재의 제작을 가능하게 하였다. 알루미나($Al_2O_3$), 탄소나노튜브(CNT), 탄소(Graphite), 텅스텐(W) 등의 마이크로 혹은 나노 사이즈 입자 분말을 사용하여 FAiMTa기술의 유효성을 확인하는 시험을 수행하였다. 이러한 입자들을 전기장을 사용하여 일정한 방향으로 배열하여 직교이방성 폴리머 복합재를 만들었고, 시험시편의 물리적 특성 즉 기계적 열적 특성을 측정하여 방향성을 확인하였다. 이렇게 제작된 첨단 나노복합재는 각종 산업분야에서 큰 효과가 기대된다.

열전도성 고분자 복합소재/금속 소재 하이브리드 구조의 방열기구 설계 및 방열특성에 관한 연구 (A study on the design and cooling of the heat sink with hybrid structure of conductive polymer composite and metal)

  • 유영은;김덕종;윤재성;박시환
    • Design & Manufacturing
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    • 제10권3호
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    • pp.14-19
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    • 2016
  • Thermally or electrically conductive filler reinforced polymer composites are extensively being developed as the demand for light weight material increases rapidly in industiral applications need good conductivity such as heat sink of the electronics or light. Carbon or ceramic materials like graphite, carbon nanotube or boron nitride are typical conductive fillers with good thermal or electical conductivity. Using these conductive fillers, the polymer composites in the market show wide range of thermal conductivity from approximately 1 W/mK to 20 W/mK, which is quite enhanced considering the thermal conductivity lower than 0.5 W/mK for most polymeric materials. The practical use of these composites, however, is yet limited to specific applications because most composites are still not conductive enough or too difficult to process, too brittle, too expensive for higher conductivity. For practical use of conductive composite, the thermal conductivity required depending on the heat releasing mode are studied first for simplified unit cooling geometry to propose thermal conductivities of the composites for reasonable cooling performance comparing with the metal heat sink as a reference. Also, as a practical design for heat sink based on polymer composite, composite and metal sheet hybrid structures are investigated for LED lamp heat sink and audio amplication module housing to find that this hybrid structure can be a good solution considering all of the cooling performance, manufacturing, mechanical performance, cost and weight.

전기영동법에 의한 탄소나노튜브 및 탄소나노섬유 강화 탄소섬유 하이브리드 복합재료 (CNT and CNF reinforced carbon fiber hybrid composites by electrophoresis deposition)

  • 최오영;이원오;이상복;이진우;김진봉;최현성;변준형
    • Composites Research
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    • 제23권3호
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    • pp.7-12
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    • 2010
  • 탄소섬유 복합재료의 전기전도도와 기계적 강도를 높이기 위하여 음극 및 양극 전기영동법을 이용하여 탄소나노튜브(MWCNT)와 탄소나노섬유(CNF)를 탄소섬유직물에 부착하였다. 양극 전기영동에서는 MWCNT와 CNF의 탄소나노 입자들만이 탄소 섬유에 부착되었으나, 음극 전기영동에서는 MWCNT와 CNF 및 나노 크기의 구리 입자가 동시에 탄소섬유직물에 부착되었고 이에 따라 부착 밀도 및 복합재료 물성의 증대라는 시너지 효과를 거둘 수 있었다. 특히 나노 크기의 탄소나노입자 및 마이크로 크기의 탄소 섬유가 혼합된 멀티스케일 복합재료의 제조를 통해 두께 방향 전기전도도의 높은 향상을 얻었다. 또한 MWCNT와 CNF를 동시에 멀티스케일 복합재료에 적용하였을 경우, 각각을 적용한 경우보다 두께 방향 전기전도도가 높게 나타났다.

미세역학적 시험법을 이용한 표면처리된 Jute 섬유 강화 폴리프로필렌 복합재료의 수화 전·후 계면물성 평가 (Interfacial Evaluation of Surface Treated Jute Fiber/Polypropylene Composites Before and After Hydration Using Micromechanical Test)

  • 김평기;장정훈;박종만;황병선
    • 접착 및 계면
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    • 제8권3호
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    • pp.9-15
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    • 2007
  • 표면처리에 따른 Jute 섬유 강화 폴리프로필렌 복합재료의 수화 전 후 계면 물성을 미세역학시험과 동적 접촉각으로 평가하였다. 알칼리 및 실란 커플링제 용액으로 Jute 섬유의 표면을 처리함으로 Jute 섬유와 폴리프로필렌 기지재 사이의 계면전단강도가 증가를 하였으며, 수화 이후 미처리, 알칼리 그리고 실란 커플링제 용액으로 표면처리된 Jute 섬유와 기지재 사이의 계면전단강도는 수분침투에 의해 감소하였다. 실란 커플링제 용액으로 표면처리된 Jute 섬유와 폴리프로필렌 기지재 사이의 계면전단강도는 알칼리 용액 및 미처리의 경우에 비해 높았다. 미처리, 실란 커플링제 및 알칼리 용액 처리된 Jute 섬유의 표면에너지는 동적 접촉각 측정을 통해 계산되어졌다. 수화 이후의 열역학적 접착일은 섬유와 기지재 사이의 물 중간층을 고려하여 계산하였다. 계산되어진 결과를 통해 실란 커플링제 용액으로 표면처리된 Jute 섬유와 폴리프로필렌 계면 사이가 가장 안정한 것으로 나타났다.

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Micro and Nano Engineered High Volume Ultrafine Fly Ash Cement Composite with and without Additives

  • Roychand, R.;De Silva, S.;Law, D.;Setunge, S.
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제10권1호
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    • pp.113-124
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    • 2016
  • This paper presents the effect of silica fume and nano silica, used individually and in combination with the set accelerator and/or hydrated lime, on the properties of class F high volume ultra fine fly ash (HV-UFFA) cement composites, replacing 80 % of cement (OPC). Compressive strength test along with thermogravimetric analysis, X-ray diffraction and scanning electron microscopy were undertaken to study the effect of various elements on the physico-chemical behaviour of the blended composites. The results show that silica fume when used in combination with the set accelerator and hydrated lime in HV-UFFA cement mortar, improves its 7 and 28 day strength by 273 and 413 %, respectively, compared to the binary blended cement fly ash mortar. On the contrary, when nano silica is used in combination with set accelerator and hydrated lime in HV-UFFA cement mortar, the disjoining pressure in conjunction with the self-desiccation effect induces high early age micro cracking, resulting in hindering the development of compressive strength. However, when nano silica is used without the additives, it improves the 7 and 28 day strengths of HV-UFFA cement mortar by 918 and 567 %, respectively and the compressive strengths are comparable to that of OPC.

에폭시 복합재료의 전기적 특성에 미치는 나노 충진제의 영향 (Effect of Nano Filler on the Electrical Properties of Epoxy Composite)

  • 김정식;최현민;박희두;류부형;홍진웅
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.46-46
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    • 2010
  • In this paper, we studied the volume resistivity and the electrical conductivity properties of nano composites to investigate the electrical properties of epoxy composites added nano MgO. The specimens were produced by classifying to 1.0, 3.0, 5.0, 10[wt%] and virgin specimen according to the addition amount of MgO. We measured the volume resistivity of nano filler using the High Resistance Meter(4329A) at the measuring temperature changed to 25, 50, 80, 100, and [$120^{\circ}C$]. As the result, it is confirmed that the volume resistivity was the highest stability and volume resistivity value is $2.6{\times}10^{17}\;[\Omega{\cdot}cm]$ at 3.0[wt%]. And it is confirmed that the electrical conductivity property is sharply increased at low electric filed region and the conductivity current density is rapidly increased at high electric filed region.

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