• Smart Structures and Systems
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• 제23권5호
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• pp.429-447
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• 2019

The present study analyzed free vibration of the three-layered micro annular/circular plate which its core and face sheets are made of saturated porous materials and FG-CNTRCs, respectively. The structure is subjected to magneto-electric fields and magneto-electro-mechanical pre loads. Mechanical properties of the porous core and also FG-CNTRC face sheets are varied through the thickness direction. Using dynamic Hamilton's principle, the motion equations based on MCS and FSD theories are derived and solved via GDQ as an efficient numerical method. Effect of different parameters such as pores distributions, porosity coefficient, pores compressibility, CNTs distribution, elastic foundation, multi-physical pre loads, small scale parameter and aspect ratio of the plate are investigated. The findings of this study can be useful for designing smart structures such as sensor and actuator.

• 접착 및 계면
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• 제22권4호
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• pp.136-143
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• 2021

폴리우레아 소재는 폴리우레탄 화학결합과 높은 유사성을 가지고 있으면서, 높은 기계적 강성 및 탄성을 가지고 있어 경량 복합재의 고분자 기지 상으로 연구되어 왔다. 본 연구에서는 이방성을 가진 CNT (carbon nanotube)와 GO (graphene oxide)를 폴리우레아 기지 상에 첨가하여 제작한 복합재를 제작하였고 그 특성을 분석하였다. 원자힘현미경 이용해 CNT와 GO의 각각 1차원의 선형 및 2차원의 층상의 이방성을 확인한 후, 5 wt%으로 각각 폴리우레아 Resin에 혼합 후 cross-link 형성 및 건조 과정을 거쳐 복합재를 제작하였다. FTIR과 Raman 분광법을 이용해 제조한 CNT/폴리우레아와 GO/폴리우레아 복합재의 화학적 구조를 분석하였다. 그 결과, 폴리우레아와 첨가물의 화학결합 변화없이 혼합된 것이 확인되었다. 전자현미경을 이용해 첨가제/폴리우레아/유리섬유 직물 복합재의 표면과 단면에서의 CNT와 GO의 분포를 관찰하였다. 인장 강도 시험 결과, 1 wt%의 CNT와 GO가 첨가된 폴리우레아의 경우 인장강도 향상이 관측되었다.

• Composites Research
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• 제28권5호
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• pp.260-264
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• 2015

본 논문에서는 CNT강화 에폭시 복합재의 열기계적 거동을 예측하고 그 경향을 분석하기 위해 분자동역학 시뮬레이션을 이용하여 해석을 수행하였다. 에폭시 내부 CNT의 체적비율을 0~25%까지 총 6개의 모형을 구성하였다. 열적 거동을 보기 위해 300~600 K까지 일정하게 온도를 상승시켰으며, 온도와 비체적 관계를 이용하여 유리전이 온도와 열팽창 계수를 산출하였다. 또한 일정 변형도 하중을 통해 탄성 계수를 산출하여 기계적 거동을 예측하였다. 추가적으로 CNT의 표면처리에 따른 기계적 거동을 분석하였다. 질소 도핑 및 COOH, OH 그룹을 처리한 3개의 모형을 구성하였으며, 각 모형의 탄성 계수 및 경계면 거동에 대한 해석을 수행하였다. 이를 통해 에폭시 내부 CNT의 응집은 열기계적 거동에 교란을 가지고 올 수 있으며, 표면처리는 복합재의 기계적 물성뿐만 아니라 경계면 특성까지도 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제39권1호
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• pp.23-32
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• 2015

상 전이 물질인 파라핀 왁스를 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)과의 absorption method를 통해 파우더를 제조 후 hot press를 사용하여 형태안정성 상 전이 물질(SSPCM) composite를 제조하였다. SSPCM composite의 화학, 미세구조, 형태, 열적, 결정구조, 유변학적 특성을 조사하기 위하여 FTIR, SEM, DSC, XRD, ARES 측정을 하였다. FTIR 분석결과 파라핀 및 UHMWPE의 고유 피크들이 나타나고 있는 것을 확인하였고, SEM 분석결과 파라핀의 농도가 40 wt%까지는 표면이 상당히 팽윤되며 거친 특성을 나타냄을 확인할 수 있었고, DSC 분석결과 SSPCM에서 파라핀 및 UHMWPE의 고유 융점들이 나타났고, XRD 분석에서는 파라핀과 UHMWPE의 $2{\theta}$ 값들이 SSPCM에서도 나타남을 확인할 수 있었고, ARES 분석에서는 파라핀 농도에 따른 G', G", $tan{\delta}$ 값의 변화를 확인할 수 있었다. 종합적인 분석 결과를 통해, 파라핀의 농도가 30 wt%일 때, 형태안정성 측면에서 최적의 농도임을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제31권5호
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• pp.221-226
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• 2018

변형률 속도 $100s^{-1}{\sim}10000s^{-1}$ 범위에서 사용되는 홉킨스바(SHPB)는 재료의 동석 거동 특성을 확인하기 위해 가장 널리 사용되는 장치이다. SHPB 시험은 입력봉 및 전달봉에서 측정된 변형률을 사용하여 시험편의 응력, 변형률 및 변형률 속도를 얻을 수 있는 응력파 전달 이론을 기반으로 한다. 본 연구에서는 고 변형률 속도에서 폴리프로필렌 자기보강 복합재료(SRPP)의 동적 특성을 얻기 위해 직접 SHPB를 설계 및 제작하였다. 또한 본 연구를 통해 제작된 SHPB에서 얻은 변형률 데이터의 신뢰성 확보를 위하여 Digital Image Correlation (DIC)를 통해 얻은 변형률 데이터와의 비교를 진행하였다. 이는 SRPP 시편의 고속 압축 시험을 통해 이루어 졌으며 SHPB를 통하여 얻은 데이터와 DIC를 통해 얻은 변형률 데이터의 유사함을 확인하였고 이를 통하여 장비의 신뢰성을 검증하였다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.226-231
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• 2015

CNT(carbon nanotubes) 강화 알루미늄 나노복합재는 우수한 기계적 특성으로 자동차용 차세대 경량재료로 주목을 받고 있으나 소재 제조 과정에 있어 CNT의 균일 분산 확보가 어렵고 대량제조 공정 확립이 어려워 자동차 부품으로의 적용이 어렵다. 그러나 점차 CNT 생산이 대량화 되고 있고 복합재로서의 특성이 개선되고 있다. 따라서 본 연구는 CNT강화 알루미늄 나노복합재의 현 수준을 확인하고 자동차 부품 관점에서의 적용가능성을 검토하고자 하였다. 평가에 사용된 소재는 20L급 High energy milling기에서 알루미늄 분말과 CNT를 혼합한 후, 소결 및 압출하여 봉상(${\phi}80$)으로 제조되었다. 소재 관점에서 기계적 특성 및 열적 특성을 분석하였으며, 부품 적용성 관점에서는 현재 자동차 부품에 사용되는 소재와 그 소재가 사용되는 각 부품의 주요 요구 특성을 상대 비교하였다. 고강성과 성형성이 요구되는 부품에 사용되는 상용소재(A390) 및 SiC/Al 복합재와 성형성 비교평가를 진행하였으며, 탄성계수를 측정하였다. 피로 내구 및 경량화가 요구되는 메인베어링캡 양산소재와의 내구성 비교 평가를 실시하였다. 또한 고온 안정성이 요구되는 피스톤용 내열 소재와 열팽창계수 및 열화에 따른 강도저하를 비교 평가하였다. 구배가 큰 금형을 설계하여 단조 가공 후, 성형성(외관 crack 및 성형압 측정)을 비교하였으며, 내구성 평가를 위해 실제 부품인 H사(社) 소형 엔진블록의 메인베어링 캡을 적용하여 일축 단품 피로 시험을 진행하였다. 이를 통해 우수한 소재 특성을 확인하였고, 자동차 구조용 부품으로 적용이 가능함을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제32권2호
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• pp.83-90
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• 2022

정유소와 석유 공장에서 발생하는 폐수는 심각한 환경오염으로 이어진다. 기름이 있는 물을 정수 처리하는 데에는 많은 방법이 존재하지만, 가장 효과적인 방법은 막을 이용한 기술이다. 물에서 기름기를 제거하는 데 사용되는 유기재료로 만들어진 고분자 막은 파울링이라는 고질적인 문제를 가지고 있다. 무기성 막은 수명이 길다는 점에서 유기성 분리막보다 효율적이다. 제올라이트 막은 우수한 화학적 안정성을 갖고 있으며 오랜 기간 재활용할 수 있다. 막에서 친수성의 존재는 막의 수 투과량을 증가시킨다. 제올라이트로 만들어진 세라믹 분리막은 물과 기름을 분리하는 데 사용되는 효율적인 무기막 중 하나이다. 본 리뷰논문은 i) 순수 제올라이트 막과 ii) 다른 물질과 혼합된 제올라이트 복합막, 2가지로 분류되는 제올라이트 기반의 무기막을 사용하는 물과 기름 분리 기술을 중점으로 다루고 있다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제47권4호
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• pp.43.1-43.13
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• 2022

Objectives: This study compared the surface gloss (SG), gloss retention (GR), and color stability (CS) of 2 universal resin composites after chemical (CA) and mechanical (MA) aging. Materials and Methods: Twenty disc-shaped samples of G-ænial A'Chord (GC-Europe) and Filtek Universal (3M-ESPE) were polished with sequential abrasive papers. For CA, specimens were stored in 1 mL of 75% ethanol for 15 days at 37℃, and readings (SG, GR, and CS) were obtained at baseline and 5, 10, and 15 days. For MA, specimens were subjected to 10,750 simulated brushing cycles. SG and CS were evaluated after every 3,583 cycles. SG was measured with a glossmeter (geometrical configuration: 60°), and values were expressed in gloss units. Color was measured with a spectrophotometer using the CIE-L^*a^*b^* color system. The Student's t-test, 1-way analysis of variance, and Scheffé test were used for statistical analysis (α = 0.05). Results: G-ænial presented significantly higher SG values than Filtek (p = 0.02), with GR reductions of 5.2% (CA) and 5.3% (MA) for G-ænial and 7.6% (CA) and 7.2% (MA) for Filtek. The aging protocol had no statistically significant effect on SG or GR (p = 0.25) from baseline to the final readings. G-ænial-MA presented the lowest color difference (ΔE = 1.8), and G-ænial-CA and Filtek-CA had the largest changes (ΔE = 8.6 and ΔE = 11.8, respectively). Conclusion: G-ænial presented higher SG values and better CS. Both restorative materials demonstrated acceptable GR and CS. Aging protocols impacted these properties negatively.

• Elastomers and Composites
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• 제46권2호
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• pp.112-117
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• 2011

고기능 포장재료를 포함한 고차단성 소재산업은 국민소득 증가 및 웰빙 문화와 함께 성장성이 높은 산업으로 성장할 것으로 예상된다. 따라서 최근 고차단성 소재로 기존의 소재와 비교하여 우수한 물성을 나타내는 고분자 나노복합재료에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 고분자 나노복합재료는 고분자 수지와 나노 크기의 충전제로 이루어진 소재를 의미하며, 이에 사용되는 무기 충전제는 층상 실리케이트, 탄소나노튜브, 금속 또는 무기물의 나노입자 등 다양한 물질들이 사용되고 있다. 현재 가장 활발히 적용되고 있는 입자는 다른 나노크기의 충전제와 달리 자연에 풍부하게 존재하며 경제적이고 나노 구조적인 특성을 잘 지닌 층상 실리케이트, 즉 점토(Clay)이다. Clay를 이용한 고분자 나노복합재료는 강도 향상, 난연성, 가스 차단성, 내마모성, 저수축화 등의 장점이 있어서 자동차 소재 및 포장재 등에 우선적으로 적용되고 있다. 따라서 본고에서는 가스차단 소재의 필요성과 더불어 관련 소재 및 기술에 대하여 중심으로 살펴보도록 하겠다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제13권5호
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• pp.252-255
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• 2012

In order to characterize insulation properties of epoxy/micro-silica/nano-silicate composite (EMNC), long-term and short-term AC treeing tests were carried out undr non-uniform electric field generated between needle-plate electrodes. In a long-term test, a 10 kV (60 Hz) electrical field was applied to the specimen positioned between the electrodes with a distance of 2.7 mm in an insulating oil bath at $30^{\circ}C$, and a typical branch type electrical tree was observed in the neat epoxy resin and breakdown took place at 1,042 min after applying the 10 kVelectrical field. Meanwhile, the spherical tree with the tree length of $237{\mu}m$ was seen in EMNC-65-0.3 at 52,380 min (36.4 day) and then the test was stopped because the tree propagation rate was too low. In the short-term test, an electrial field was applied to a 3.5 mm-thick specimen at an increasing voltage rate of 0.5 kV/s until breakdown in insulating oil bath at $30^{\circ}C$ and $130^{\circ}C$, and the data was estimated by Weibull statistical analysis. The electrical insulation breakdown strength for neat epoxy resin was 1,763 kV/mm at $30^{\circ}C$, while that for EMNC-65-0.3 was 2,604 kV/mm, which was a modified value of 47%. As was expected, the breakdown strength decreased at higher test temperatures.