• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.298-305
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• 2016

In this study, we treated pitch-based activated carbon fibers (ACFs) in hydrogen peroxide using electron beam (E-beam) irradiation to improve nitrogen monoxide (NO) sensing ability as an electrode material of gas sensor. The specific surface area of ACFs treated by E-beam irradiation with 400 kGy increased from $885m^2/g$ (pristine) to $1160m^2/g$ without any changes in structural property and functional group. The increase in specific surface area of the E-beam irradiated ACFs enhanced NO gas sensing properties such as response time and sensitivity. When the ACFs irradiated with 400 kGy, response time was remarkably reduced from 360 s to 210 s and sensitivity was increased by 4.5%, compared to the pristine ACFs. These results demonstrate convincingly that surface modification of ACFs using E-beam in hydrogen peroxide solution can enhance textural properties of ACFs and NO gas sensing ability of gas sensor at room temperature.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제48권2호
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• pp.154-165
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• 2020

To assign the functionality of the regenerated fiber from waste MDF(wMDF) made of pitch pine, we examined the dyeing characteristics of natural dyes, sappan wood as a polychromatic natural red series, monochromatic gardenia as a yellow series, and indigo blue series. For nonemordanting dye, the colors of regenerated fiber dyed by sappan wood and gardenia were reddish yellow (YR) and yellow (Y) series, respectively, and dyeing conditions were appropriate a 30 ~ 50 g/L of dyeing materials at 60 ℃ for 60minutes of dyeing time. We obtained regenerated woody dyed fibers (Re-WDF), YR to the red (R) series by premordanting with Al and Cu mordant for sappan wood and the purplish red (RP) series by Fe premordanting. In the case of gardenia, only Y series colors were developed in nonemordanting dye or all three mordants. Indigo dye produced Re-WDF with greenish yellow (GY) tone at 1%, green (G) tone at 3%, and blue (B) tone at 5% concentration or more. Re-WDF with indigo showed the best light fastness followed by sappan wood and gardenia. In particular, the light fastness of Re-WDF with gardenia was very poor. The light fastness was somewhat improved by premordanting(Fe>Cu>Al) both sappan wood and gardenia dyes.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권4호
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• pp.165-171
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• 2002

피치계 탄소섬유로부터 활성탄소섬유를 제조한 후, 이에 대하여 금속를 처리하여 금속-ACFs를 제조하였다. 제조된 금속-ACFs에 대하여 흡착 및 표면특성을 통하여 물리화학적 특성을 제시하였다. BET식으로부터 금속이 처리된 활성 탄소섬유의 비표면적을 구한 결과 Ag-ACF의 경우 136.2~1585$m^2$/g의 범위에, Cu가 처리된 활성탄소섬유에 경우 698.2~896.2$\m^2$/g의 범위에, Ni-ACF의 경우 685.2~898.2$\m^2$/g의 범위에 분포하였다. 또한 $\alpha_s$-법을 사용하여 구한 미세 동공부피는 Ag-ACF에 대하여 0.07~1.2cm^3/g, Cu-ACF에 대하여 0.2~0.3cm^3/g, Ni-ACF에 대하여 0.3~0.7cm^3/g, 의 범위에 분포함을 알 수 있었다. 이와 관련하여 SEM 분석을 통하여 표면성상에 대하여 연구한 결과, 처리된 금속은 섬유표면 주위를 부분적으로 또는 전 범위에 걸쳐서 피복되어 있음이 관찰되었다. 최종적으로 Shake 플라스크법에 의거하여 대장균(E. coli)에 대한 금속-ACFs의 항균특성에 대한 결과로부터 금속의 양이 증가함에 따라 항균효과가 크게 증가함을 알 수 있었다.

• Carbon letters
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• 제15권1호
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• pp.25-31
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• 2014

A microstructure analysis is carried out to optimize the process parameters of a randomly oriented discrete length hybrid carbon fiber reinforced carbon matrix composite. The composite is fabricated by moulding of a slurry into a preform, followed by hot-pressing and carbonization. Heating rates of 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 1, and $3.3^{\circ}C/min$ and pressures of 5, 10, 15, and 20 MPa are applied during hot-pressing. Matrix precursor to reinforcement weight ratios of 70:30, 50:50, and 30:70 are also considered. A microstructure analysis of the carbon/carbon compacts is performed for each variant. Higher heating rates give bloated compacts whereas low heating rates give bloating-free, fine microstructure compacts. The compacts fabricated at higher pressure have displayed side oozing of molten pitch and discrete length carbon fibers. The microstructure of the compacts fabricated at low pressure shows a lack of densification. The compacts with low matrix precursor to reinforcement weight ratios have insufficient bonding agent to bind the reinforcement whereas the higher matrix precursor to reinforcement weight ratio results in a plaster-like structure. Based on the microstructure analysis, a heating rate of $0.2^{\circ}C/min$, pressure of 15 MPa, and a matrix precursor to reinforcement ratio of 50:50 are found to be optimum w.r.t attaining bloating-free densification and processing time.

• 콘크리트학회지
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• 제5권4호
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• pp.145-155
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• 1993

본 연구는 섬유보강 플라이애쉬$\cdot$석회$\cdot$석고 복합체의 역학적 특성을 실험적으로 구명하고, 그 제조방법을 제시한 것이다. 플라이애쉬$\cdot$석회$\cdot$석고 복합체는 PAN계 및 Pitch계 탄소섬유, 내알카리성 유리섬유와 폴리머 분산제를 사용하여 제조하였고, 배합조건별로 그 특성을 검토하였다. 연구결과, 플라이애쉬$\cdot$석회$\cdot$석고 복합체의 제조를 위한 소요서의 컨시스턴시와 강도를 얻기 위한 최적배합을 제안하였다. 또한, 섬유보강 플라이애쉬 석회 석고 복합체의 휨강도 및 휨인성은 섬유의 종류에 관계없이 섬유혼입율의 증대에 따라 현저히 개선되었으며, 압축강고는 섬유혼입율보다는 점유의 종류에 따라 크게 영향을 받았다. 한편, 폴리머 분산제를 혼입한 PAN계 탄소섬유보강 플라이애쉬$\cdot$석회$\cdot$석고 복합체의 비중은 폴리머 분산제의 혼입에 의해 크게 감소하였고, 동복합체의 압축강도, 휨강도 및 휨인성은 폴리머에 의한 영향은 거의 없고 섬유혼입율은 증대에 따라 현저히 개선되는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권1호
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• pp.107-118
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• 1992

본 연구는 고강도 고내구성이면서 신뢰성이 높은 폴리머 함침 탄소섬유보강 시멘트복합에의 개발 응용을 위한 여러 가지 특성을 검토하기 위하여, 복합체는 PAN계 및 Pitch계 탄소섬유, 조강포틀랜드 시멘트, Silica Powder 및 폴리머 함침재를 사용하여 제조하였고, 배합조건별, 재령별, 그리고 양생조건별로 역학적특성, 동결융해저항성 및 장기변형특성에 관한 실험연구를 행하였다. 연구결과, CFRC의 Flow값은 CF혼입율 증가에 따라 거의 직선적으로 저하하였고, 폴리머 함침 CFRC의 압축 인장 휨강도는 CF혼입율 증대에 따라 오토클래브 양생 및 기건양생의 경우에 비하여 현저히 증대하였으며, 또한 월등히 높은 강도를 나타내었다. 그리고, 인자응력-변형관계 및 휨응력-처짐관계는 기건양생 및 오토클래브 양생의 경우 연성적인 비선형을 나타낸 데 비하여 폴리머함침의 경우는 거의 직선적 으로 변화하였고, 동결융해저항성, 건조수촉변형특성 및 내크리프 특성도 다른 양생 방법의 경우에 비하여 크게 개선됨을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제4권7호
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• pp.733-740
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• 1994

페놀수지 결합재에 보강섬유의 종류에 따라서 내염섬유 보강 복합재(OFRP), 탄소섬유 보강 복합재(CFRP), 유리섬유 보강 복합재(GFRP), 아라미드 섬유 보강 복합재(AFRP)를 제조하였다. 각 보강섬유의 분율을 달리함에 따라 마찰계수 및 마모율을 측정하여 각 보강섬유의 특성이 미치는 영향을 관찰하였다. 아라미드의 섬유량이 45tw%일 때 평균 마찰계수가 0.353-0.383으로 가장 높게 나타난 반면에 핏치계 탄소섬유를 45wt% 보강한 경우 0.164-0.190으로 가장 낮게 나타났다. AFRP와 CFRP의 마모율은 낮게 나타내었으며, GFRP와 OFRP는 섬유분율이 증가함에 따라 급격히 증가하는 양상을 보였다. OFRP는 마모 diagram이 불안정하였으며 CFRP와 AFRP는 대체적으로 안정한 형태를 나타내었다. GFRp는 상당히 불안정한 마모diagram을 나타낸 것으로 보아 마찰 안정성이 가장 떨어짐을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제34권5호
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• pp.290-295
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• 2021

지구 온난화 억제를 위한 전 세계적인 연비규제에 발맞춘 해결책으로 자동차에 경량구조복합재료를 적용하는 것이 메가트렌드로 인식되고 있다. 본 연구에서는 수리, 폐기 및 재활용 측면에서 유리한 열가소성 탄소섬유강화플라스틱의 적용을 극대화하기 위해 전도특성이 요구되는 부품 대체 이슈에 대응할 수 있는 기술적 접근을 제공하는 것을 목표로 수행되었다. 저점도 중합 가능한 기지재의 특성을 활용하여 전도성 필러를 파우더 믹싱 방법으로 균일하게 혼입하면서도 우수한 함침 특성을 나타내는 열가소성 탄소섬유강화플라스틱 제조방법에 기초하여 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 나노플레이틀렛, 흑연, 피치계 탄소섬유 등 다양한 탄소기반 전도성 필러를 최대 함량까지 혼입하여 전기저항 및 열전도도를 비교하여 고찰하였다. 전도성 탄소 필러의 종류나 형태보다는 최대 혼입량이 시편의 전도 특성을 제어하기 위해 가장 중요한 인자임을 확인하였고, 전기전도 특성을 향상시키기 위해서는 1차원 형태의 전도성 탄소필러를 적용하는 것이 유리할 수 있는 반면 열전도 특성을 향상시키기 위해서는 2차원 형태의 전도성 탄소필러를 적용하는 것이 유리 할 수 있다는 실험 결과를 확인하였다. 본 연구의 결과들은 열가소성 탄소섬유강화플라스틱의 전도 특성을 제어하기 위한 최적 구조 설계에 잠재적인 통찰력을 제공할 수 있다.

• 공업화학
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• 제32권1호
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• pp.55-60
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• 2021

실내 환경 오염물질인 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds)인 초산에 대한 핏치계 활성탄소섬유의 흡착 성능을 향상시키기 위해 불소화를 진행하였다. 불소화에는 플라즈마 불소화와 직접 기상 불소화법을 사용하였으며, 두 가지 방식으로 불소화한 활성탄소섬유의 초산가스 흡착 성능을 고찰하였다. 불소가 도입된 활성탄소섬유의 표면 특성을 알아보기 위하여 X선 광전자 분광법(XPS)을 분석하였고 그 기공특성은 77K 질소 흡착법을 통하여 분석하였다. 초산가스의 흡착 성능은 가스 크로마토그래피를 통하여 측정하였으며, 플라즈마 불소화 된 활성탄소섬유의 파과시간이 790 min으로 650 min인 미처리 활성탄소섬유에 비해 파과시간이 지연되었음을 확인할 수 있으나, 직접 기상 불소화 표면처리한 활성탄소섬유의 파과시간은 390 min으로 오히려 흡착성능이 저해되었다. 이는 플라즈마 불소화 된 활성탄소섬유는 그 비표면적의 변화 없이, 표면에 도입된 불소 관능기가 초산가스(CH3COOH)와 정전기적 인력으로 흡착성능이 증가하였다. 반면, 직접 기상 불소화 된 활성탄소섬유는 그 비표면적이 55%까지 크게 감소하여 초산가스에 대한 물리적 흡착 효과가 현저히 감소하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1027-1034
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• 2007

본 연구에서는 탄화수소의 저온 화학증착 방법을 이용하여 흡착제인 pitch계 활성탄소섬유의 미세기공 또는 기공 입구의 크기를 조절한 다음 $CO_2$와 $CH_4$의 혼합 기체로 부터 $CO_2$ 또는 $CH_4$를 선택적으로 흡착 분리하는 기술에 대하여 고찰하였다. 기공 입구 크기는 조절하고자 하는 크기를 가지는 기체 분자를 흡착시키고 벤젠 또는 나프탈렌과 같은 덮개분자를 이용하여 기공의 입구를 막은 후 흡착된 기체분자를 서서히 탈착시키면서 덮개분자의 열리는 정도를 조절하였다. 기공 입구의 크기를 조절하는 실험에서 $CO_2$ 흡착 후 벤젠을 덮개분자로 하였을 때 $CO_2$가 탈착하는 온도와 벤젠이 휘발되는 온도의 차이가 크지 않아 $CO_2$와 함께 덮개분자인 벤젠도 휘발됨으로써 기공의 입구 조절이 불가능하게 되었다. 나프탈렌을 덮개분자로 사용한 실험에서 시료의 표면적은 753 $m^2/g$에서 0.7 $m^2/g$까지 줄어들어 거의 모든 기공 표면이 덮이는 것을 확인하였다. 나프탈렌은 ACF(활성탄소섬유) 무게의 약 15 wt% 정도 흡착이 가능하며, $100^{\circ}C$ 이하의 온도에서 쉽게 탈착되지 않았다. 나프탈렌으로 처리된 OG-7A 활성탄소섬유에서 $CO_2$와 $CH_4$가 50:50으로 혼합된 가스를 흡착시켰을 때 흡착압력이 증가할수록 $CO_2$의 흡착량은 증가한 반면, $CH_4$의 흡착량은 큰 변화 없이 일정하여 흡착압력이 높을수록 ACF 표면에서 화합물을 형성하는 $CO_2$의 양이 증가하는 것으로 파악되었다. 전체압력 0.4 atm에서 흡착된 $CO_2$는 동일한 진공에서 가장 많이 탈착되었고 $CH_4$는 가장 낮은 탈착량을 보여 고순도의 $CH_4$를 얻을 수 있음을 보였다.