• Applied Microscopy
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• 제29권4호
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• pp.405-415
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• 1999

일반적으로 고분자 미세구조 관찰은 microtomming, solution casting, carbon replica, staining법 등을 이용하여 시료를 전처리한 시료를 TEM을 이용하여 관찰한다. 이러한 시편 전처리 법은 높은 재연성 등으로 널리 이용되고 있으나 기기 의존적이거나 시편전처리 과정이 복잡한 단점이 있다. 본 연구는 주사전자현미경을 이용한 고분자미세구조 관찰 및 이를 위한 시편준비법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 연구에서는 기존에 제한된 화학적에칭법을 개선하여 각종 polyolefin 종류 및 형상에 맞게 전처리하여 SEM을 이용한 고분자 미세구조 연구를 수행하였다. 본 연구를 통하여 과망간산 에칭방법이 주사전자현미경을 이용한 polyolefin 미세구조 관찰에 적합함을 알 수 있었으며, 에칭조건은 시료의 종류와 관찰대상에 맞게 과망간산/인산, 과망간산/인산/황산 등의 조성과 etchant 의 함량비, 에칭시간의 단순한 조절로 가능하다. 본 연구의 에칭법을 이용하여 관찰한 고분자의 미세구조는 iPP 구정의 characterization, 라멜라 특성연구, 고분자 blend 등 기존 연구의 관찰결과를 잘 재연하고 있어 고분자의 모폴로지 특성 뿐만 아니라 blend와 film등 상업적 제품 연구 및 개발에 유용한 방법임을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.389.1-389.1
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• 2014

최근의 환경 및 에너지에 대한 관심으로 수요가 증가하고 있는 하이브리드 및 전기 자동차나 태양광발전, 풍력발전용의 인버터기기에는 고에너지밀도 커패시터가 필수적이 되었다. 높은 에너지 밀도를 요구하는 전력전자, 펄스파워 등의 응용분야에 사용되는 고에너지밀도 커패시터는 PET (Polyethylene terephtalate)와 PP (Polypropylene)와 같은 폴리머 유전체를 사용하는 범용 필름 커패시터가 사용되었으나 사용 요구 조건의 한계에 도달하여, 새로운 유전체를 적용하는 커패시터가 절실히 필요한 상황이다. PET와 PP와 같은 유전체는 유전상수가 2~3의 낮은 값을 가지고 있어 고에너지밀도를 구현하기가 어렵다. 본 연구에서는 새롭게 요구되고 있는 고에너지 밀도 커패시터의의 성능을 만족시키기 위하여 $20{\sim}50{\mu}m$ 두께의 PET 필름상에 세라믹 유전체인 $ZrO_2$ 박막을 스퍼터(Sputter) 증착법에 의해 코팅하여 종래의 필름 커패시터와 세라믹 커패시터의 장점을 갖는 커패시터를 제조하기 위한 박막 유전재료의 개발을 목표로 하였다. 수백 nm~수 ${\mu}m$ 두께의 $ZrO_2$ 박막을 스퍼터링 공정조건에 따라 증착한 후 박막의 결정성, 기판과의 부착성, 증착속도, 유전상수, 절연파괴강도, 온도안정성 등을 XRD, SEM, AFM, EDS, XPS, Impedance analyzer 등에 의해 평가하였다. $ZrO_2$ 유전체막은 상온에서 증착하였음에도 정방정(tetragonal)구조의 결정질로 성장하였고 증착압력이 증가함에 따라 주피크의 세기가 감소하였다. 증착 중 산소가스를 주입하였을 경우에도 결정질막으로 성장하였다. 증착막들은 산소가스의 양이 증가함에 따라 짙은 흰색으로 변하였으며 PET 기판과의 접착력도 약해졌다. 또한 거칠기는 Ar가스만으로 증착한 경우보다 증가하였으며 24~66 nm의 평균 거칠기값을 보였다. PET위에 Ar가스만으로 증착한 $ZrO_2$의 비유전율은 1kHz에서 116~87의 비유전율을 보여 PET에 비해 매우 우수한 특성을 보였다. $ZrO_2$ 막들은 300kV/cm의 전계에서 대략 10-8A 이하의 누설전류를 보였다. 증착가스비를 달리하여 제조된 시편에서도 유사한 누설전류값을 나타내었다. 300 kV/cm 전후의 전계까지 측정한 $ZrO_2$ 막의 P-E (polarization-electric field) 특성을 확인하였는데, 5 mTorr의 압력에서 증착한 막은 253 kV/cm에서 $5.5{\mu}C/cm^2$의 분극값을 보였다. P-E커브의 기울기와 분극량에 따라 에너지밀도가 달라지므로 공정조건에 따라 에너지밀도가 변화됨을 예측할 수 있었다. PET위에 스퍼터 증착한 $ZrO_2$ 유전체막은 5mTorr의 Ar가스분위기에서 제조할 때 가장 안정적인 구조를 보였으며, 고에너지밀도 커패시터에의 적용가능성을 보였다.

• 보존과학회지
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• 제29권2호
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• pp.127-138
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• 2013

최근 현대 예술 작품 재료로 널리 쓰이고 있는 플라스틱은 온, 습도 및 자외선 등 다양한 환경 요인에 노출되어 심각한 손상이 진행되고 있다. 특히 플라스틱은 초기 열화 속도가 매우 빠르고 열화가 시작되면 본래의 모습으로 되돌아갈 수 없음에 따라 플라스틱 작품 보존에 대한 종합적인 연구는 매우 중요하나 국내에서는 현재까지 이에 대한 연구사례가 많지 않다. 이에 본 연구는 국외의 플라스틱 작품의 가치 상승 현황과 영국과 프랑스 등에서 현재 수행되고 있는 과학적 동정 기술 및 세척 방법에 대하여 조사하였다. 또한 PVC, PE, PP, PS, PU 총 5 종의 표준 플라스틱 시편을 제작하여 증류수, 에탄올, 아세톤, 고무 지우개의 4 종에 대한 세척력과 시아노아크릴레이트, 에폭시, 아크릴, 크로로프렌 고무계의 접착제 4 종을 실험하였다. 그 결과 세척제는 에탄올과 아세톤의 효능이 가장 뛰어났으며, 접착제는 시아노아크릴레이트 계와 에폭시 계가 인공 열화 이후에도 효능과 안정성이 뛰어난 것을 확인하였다. 이상의 연구는 향후 우리나라 플라스틱 보존을 위한 기초 연구 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제22권2호
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• pp.46-53
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• 1994

본 연구(硏究)는 목섬유(木纖維)와 열가소성(熱可塑性) 플라스틱의 복합재료(複合材料)를 제조하고 그 기계적(機械的) 성질(性質)을 평가하기 위하여 실행되었다. 강도가 높고 밀도가 낮아 플라스틱의 보강재료로써 잠재성을 갖는 목섬유를 2종의 열가소송 플라스틱(폴리프로필렌과 폴리에틸렌)과 혼합(混合)하여 복합재료(複合材料)를 만들었다. 흡습성(吸濕性)인 목섬유와 비흡습성(非吸濕性)인 플라스틱과 친화성을 위해 계면활성제(界面活性劑)를 사용하였다. 또한 낮은 밀도의 목섬유를 플라스틱내에서 혼합하기 위해 고속 플라스틱믹서를 사용하였다. 사출성형(射出成形)한 샘플을 사용하여 기계적(機械的) 성질(性質)을 시험(試驗)한 결과 인장및 휨강도는 목섬유 혼합량에 따라 크게 향상되었다. 휨 강도(强度)는 인장강도(引張强度)보다 훨씬 크게 나타났으며 인장(引張)및 휨탄성(彈性) 계수(係數)는 플라스틱내 목섬유 혼합량과 비례적으로 증가하였다. 목섬유는 복합재료의 강도(强度)와 탄성계수(彈性係數)를 향상시킴으로서 플라스틱을 보강할 수 있었다. 이와는 반대로 인장시험에서 시편 파괴점까지의 신장율과 파괴에너지는 목섬유 혼합량이 증가함에 따라 감소하였다. 충격강도(衝擊强度) 역시 유사한 경향을 보였다.

• Composites Research
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• 제31권2호
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• pp.63-68
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• 2018

열가소성 복합재료는 다양한 장점에도 불구하고 기계적 특성이 낮아 고성능 항공산업 분야에서는 제한적으로 사용되어 왔으나 최근 열가소성 방향족 폴리머 복합재들이 많이 연구/활용되고 있다. 본 연구에서는 대표적인 열가소성 방향족 폴리머인 PEEK와 PPS Neat 수지 필름을 DSC 기기를 이용하여 가열, 냉각 및 재 가열 사이클을 연속적으로 수행하여 유리전이온도 및 용융온도 등의 특성변화를 확인하고 냉각속도에 따른 결정화도(Crystallinity)의 차이를 평가하였다. 1차 가열단계에서 각 폴리머의 용융온도보다 높은 온도에 5분간 유지시켜 이전 열이력을 제거하였고 2차 냉각단계에서 냉각속도를 분당 2, 5, 10, 20 및 $40^{\circ}C$로 조절/적용함으로서 결정화반응을 제어하였으며, 3차 가열단계에서 재가열하여 용융엔탈피를 측정함으로서 결정화도 차이를 확인하였다. 높은 비정질 영역을 가진 시편의 첫 번째 가열시 냉각결정화 현상이 일어나고 뚜렷한 유리상 전이구역을 확인할 수 있었던 반면에 결정질 영역이 증가된 재가열시에는 냉각결정화 현상이 일어나지 않고 상대적으로 유리상 전이구역이 약해지는 것을 확인하였다. 2차 냉각단계에서 냉각속도가 느려짐에 따라 결정화도가 높아졌는데 PEEK의 경우 냉각속도의 차이에 따라 21.9~39.3% 결정화도를 보였으며, PPS는 29.1~31.2% 결정화도 차이를 얻을 수 있었다.