• 제목/요약/키워드: Polymer material

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가지형 공중합체를 이용한 나노구조 $TiO_2$ 제조 및 염료감응 태양전지 응용 (Synthesis of Organized $TiO_2$ Electrodes Using Graft Copolymer and Their Applications to Dye-Sensitized Solar Cells)

  • 안성훈;고주환;박정태;김종학
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.64.1-64.1
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    • 2010
  • The morphology of mesoporous $TiO_2$ films plays an important role in the operation of a DSSC. For example, the energy conversion efficiency of DSSCs with well-organized mesoporous $TiO_2$ films is much higher than those with traditional films possessing a random morphology. In previous research, well-organized mesoporous $TiO_2$ films have mainly been synthesized using an amphiphilic block copolymer, e.g., a poly(ethylene oxide) (PEO)-based template. A graft copolymer is more attractive than a block copolymer due to its low cost and the ease with which it can be synthesized. In this work, we provide the first report on the successful synthesis of well-organized mesoporous $TiO_2$ films templated by an organized graft copolymer as a structure directing agent. Well-organized mesoporous $TiO_2$ films with excellent channel connectivities were developed via the sol gel processusing an organized PVC-g-POEM graft copolymer synthesized by one-pot ATRP. The careful adjustment of copolymer composition and solvent affinity using a THF/$H_2O$/HCl mixture was used to systematically vary the material structure. The influence of the material structure on solar cell performance was then investigated. A solid-state DSSC employing both the graft copolymer templated organized 700 nm-thick $TiO_2$ films and graft copolymer electrolytes exhibited a solar conversion efficiency of 2.2% at 100 $mW/cm^2$. This value was approximately two-fold higher than that attained from a DSSC employing a random mesoporous $TiO_2$ film. The solar cell performance was maximized at 4.6% when the film thickness was increased to $2.5{\mu}m$. We believe that this graft copolymer-directed approach introduces a new and simple route toward the synthesis of well-organized metal oxide films as an alternative to a conventional block copolymer-based template.

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Epoxy/BaTiO3 (SrTiO3) composite films and pastes for high dielectric constant and low tolerance embedded capacitors fabrication in organic substrates

  • Paik Kyung-Wook;Hyun Jin-Gul;Lee Sangyong;Jang Kyung-Woon
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2005년도 ISMP
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    • pp.201-212
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    • 2005
  • [ $Epoxy/BaTiO_3$ ] composite embedded capacitor films (ECFs) were newly designed fur high dielectric constant and low tolerance (less than ${\pm}15\%$) embedded capacitor fabrication for organic substrates. In terms of material formulation, ECFs are composed of specially formulated epoxy resin and latent curing agent, and in terms of coating process, a comma roll coating method is used for uniform film thickness in large area. Dielectric constant of $BaTiO_3\;&\;SrTiO_3$ composite ECF is measured with MIM capacitor at 100 kHz using LCR meter. Dielectric constant of $BaTiO_3$ ECF is bigger than that of $SrTiO_3$ ECF, and it is due to difference of permittivity of $BaTiO_3\;and\;SrTiO_3$ particles. Dielectric constant of $BaTiO_3\;&\;SrTiO_3$ ECF in high frequency range $(0.5\~10GHz)$ is measured using cavity resonance method. In order to estimate dielectric constant, the reflection coefficient is measured with a network analyzer. Dielectric constant is calculated by observing the frequencies of the resonant cavity modes. About both powders, calculated dielectric constants in this frequency range are about 3/4 of the dielectric constants at 1 MHz. This difference is due to the decrease of the dielectric constant of epoxy matrix. For $BaTiO_3$ ECF, there is the dielectric relaxation at $5\~9GHz$. It is due to changing of polarization mode of $BaTiO_3$ powder. In the case of $SrTiO_3$ ECF, there is no relaxation up to 10GHz. Alternative material for embedded capacitor fabrication is $epoxy/BaTiO_3$ composite embedded capacitor paste (ECP). It uses similar materials formulation like ECF and a screen printing method for film coating. The screen printing method has the advantage of forming capacitor partially in desired part. But the screen printing makes surface irregularity during mask peel-off, Surface flatness is significantly improved by adding some additives and by applying pressure during curing. As a result, dielectric layer with improved thickness uniformity is successfully demonstrated. Using $epoxy/BaTiO_3$ composite ECP, dielectric constant of 63 and specific capacitance of 5.1nF/cm2 were achieved.

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세라믹(BNT)-폴리머(BCB) 복합체의 경화 거동과 유전특성에 대한 연구 (The study on cure behavior and dielectric property of Ceramic (BNT)-Polymer (BCB) composite material)

  • 김운용;전명표;조정호;김병익;명성재;신동욱
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.251-255
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    • 2007
  • 높은 유전상수와 낮은 유전손실을 가지는 $(1-x)BCB-xBNT(BaNd_2Ti_4O_{12})$ (x=20, 30, 40, 50 vol%) 복합 재료를 제작하였다. 제작된 film의 유전 상수와 유전 손실은 1 MHz에서 측정되었고, DSC와 같은 열분석을 통하여 그 경화거동을 관찰하고, BNT의 함량과 film의 경화 거동이 유전특성에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 조사하였다. 충진제로 사용된 BNT가 $20{\sim}50vol%$까지 증가함에 따라 그 복합체의 유전상수는 증가, 유전 손실($tan{\delta}$)은 감소하였고, BCB-BNT 복합체의 유전 상수와 유전 손실($tan{\delta}$)은 경화 반응에 거의 영향을 받지 않는다. 그러나 경화 온도가 증가함에 따라 TCC(Temperature Characteristics of Coefficient)가 감소하는 것으로 복합체의 경화는 $250^{\circ}C$ 이상에서 가장 안정하다는 것을 확인하였다.

유리와 탄소섬유로 제작된 하이브리드 FRP 로드의 인장특성에 관한 실험연구 (Tensile Properties of Hybrid FRP Rods with Glass and Carbon Fibers)

  • 유영준;박지선;박영환;김긍환
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.275-282
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    • 2006
  • 최근 철근 콘크리트 구조물에서 철근의 부식문제를 근본적으로 해결하기 위한 대안으로 섬유강화폴리머(Fiber Reinforced Polymers, FRP)가 주목받고 있다. FRP는 철근에 비해 높은 비강도를 가지며, 무게가 가볍다. 특히 내부식성이 뛰어나 염해와 같은 열악한 환경에 특히 유용하다. 그러나 재료단가가 철근에 비해 높고, 장기거동에 대해 구축되어 있는 정보가 적으며 항복 거동을 보이는 철근과는 달리 취성파괴를 일으키기 때문에 FRP를 토목재료로 사용하려는 노력은 더디게 진행되고 있다. FRP 제작에 사용되는 섬유 중 유리섬유가 가장 경제적이지만 강성이 철근에 비해 대략 1/4 정도 밖에 되지 않아 휨부재에 사용될 경우 과도한 처짐 문제가 발생한다. 이에 본 연구에서는 유리섬유로 제작된 FRP(Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP) 로드(Rod)의 인장특성을 개선하고자 탄소와 유리섬유로 제작된 하이브리드 로드의 인장특성에 관한 연구를 수행하였다. 로드 제작에 사용되는 수지 종류와 배치 방법에 대해 변수를 설정하여 총 40개의 시편을 제작하여 인장실험을 실시하였다. 하이브리드 로드의 인장특성은 섬유가 혼합되지 않은 순수한 유리섬유와 탄소섬유로만 제작된 로드의 인장특성과 비교하였다. 실험 결과에 따르면 로드의 핵은 탄소섬유로, 외피는 유리섬유로 제작된 하이브리드 로드의 인장특성이 가장 우수하였다.

(TCTA/$TCTA_{1/3}TAZ_{2/3}/TAZ):Ir(ppy)_3$ 발광층을 이용한 녹색 인광소자 (Phosphorescent Organic Light Emitting Diodes using the Emission Layer of (TCTA/$TCTA_{1/3}TAZ_{2/3}/TAZ):Ir(ppy)_3$)

  • 장지근;신상배;신현관;김원기;유상욱;장호정;공명선;이준엽
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 춘계학술대회 및 기술 세미나 논문집 디스플레이 광소자
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    • pp.33-35
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    • 2008
  • We have fabricated and evaluated new high efficiency green light emitting phosphorescent devices with an emission layer of $[TCTA_{1/3}TAZ_{2/3}/TAZ]:Ir(ppy)_3$. The whole experimental devices have the basic structure of $2-TNATA(500 {\AA})/NPB(300{\AA})/EML(300{\AA})/BCP(50{\AA})/SFC137(500{\AA})$ between anode and cathode. We have also fabricated conventional phosphorescent devices with emission layers of $(TCTA_{1/3}TAZ_{2/3}):Ir(ppy)_3$ and $(TCTA/TAZ):Ir(ppy)_3$ and compared their electroluminescence characteristics with those of the device with an emission layer of $(TCTA/TCTA_{1/3}TAZ_{2/3}/TAZ):Ir(ppy)_3$. The current density(J), luminance(L), and current efficiency($\eta$) of the device with an emission layer of $(80{\AA}-TCTA/90{\AA}-TCTA_{1/3}TAZ_{2/3}/130{\AA}-TAZ):10%-Ir(ppy)_3$ were 95 $mA/cm^2$, 25000 $cd/m^2$, and 27 cd/A at an applied voltage of 10V, respectively. The maximum current efficiency was 52 cd/A under the luminance of 400 $cd/m^2$. The peak wavelength and FWHM(full width at half maximum) in the electroluminescence spectral were 513nm and 65nm, respectively. The color coordinate was (0.30, 0.62) on the CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) chart. Under the luminance of 15000 $cd/m^2$, the current efficiency of the device with an emission layer of $(80{\AA}-TCTA/90{\AA}-TCTA_{1/3}TAZ_{2/3}/130{\AA}-TAZ):10%-Ir(ppy)_3$ was 34 cd/A, which has been improved 1.7 times and 1.4 limes compared to those of the devices with emission layers of $(300{\AA}-TCTA_{1/3}TAZ_{2/3}): 10%-Ir(ppy)_3$ and $(100{\AA}-TCTA/200{\AA}-TAZ):10%-Ir(ppy)_3$, respectively.

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1-3형 압전복합체의 전기-기계 결합성능에 대한 수치해석 (Numerical analysis for electro-mechanical coupling performance of 1-3 type Piezo-composite)

  • 신호용;김종호;임수진;임종인
    • 한국결정성장학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.253-258
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    • 2011
  • 본 연구에서는 1_3형 압전복합체(1-3 type piezo-composite)의 전기-기계적 성능을 수치적으로 분석하였다. PZT 세라믹스의 압전물성 계산치를 실험치와 비교하여 수치 해석방법의 정확성을 검증하였다. 그리고 구성재료의 부피 비 및 물성, PZT 기둥의 종 횡비(aspect ratio) 등이 복합체의 $k_t$특성에 미치는 영향을 해석하였다. 그 결과, PZT 부피 비가 30 vol%까지 증가함에 복합체의 $k_t$ 특성은 급격하게 증가하다가 그 이상의 영역에서는 일정한 값에 수렴한다. 그리고 상대적으로 유연한 폴리머를 사용한 복합체가 전반적으로 우수한 $k_t$ 특성을 갖는다. 또한 PZT 부피비가 30 % 이하인 경우, 복합체의 $k_t$ 특성은 PZT 기둥의 종횡 비에 많은 영향을 받는다. 그러므로 $k_t$ 특성 향상을 위해서는 상대적으로 유연한 폴리머 및 우수한 압전특성의 PZT를 사용하여 복합체를 구성하는 것이 유리하다.

적색안료인 α-Fe2O3와 투명 유전체의 반응 (Reaction of α-Fe2O3 Red Pigment and Transparent Dielectric Materials)

  • 김봉철;한용수;송윤호;서경수;이진호;이남양;박이순;이병교
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.226-232
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    • 2002
  • 적색 칼라 필터 재료인 ${\alpha}-Fe_2O_3$가 고온 제조 공정을 거치는 동안 화학적인 안정성에 관해서 연구한 것이다. PDP(Plasma Display Panel)에 있어서 통상적으로 칼라 필터 층의 위에 사용되고 있는 투명 유전체의 경우는 광의 투과도를 높이기 위하여 ZnO를 첨가한다. ZnO가 포함되어 있는 유전체의 경우는 500$^{\circ}$C 이상에서 ${\alpha}-Fe_2O_3$의 열적 안정성을 감소시켜 칼라 필터로서의 기능을 완전히 상실하게 되어 투명하게 된다. 반면에 ZnO가 포함되지 않는 투명 유전체의 경우는 ${\alpha}-Fe_2O_3$가 적색의 색상을 유지하면서 칼라필터로서의 기능을 유지하고 있었다. ${\alpha}-Fe_2O_3$가 칼라 필터로 기능을 유지하기 위해서는 ${\alpha}-Fe_2O_3$와 접촉하는 투명 유전체는 ZnO가 포함되지 않는 투명 유전체를 사용하여 1차 보호막을 형성한 후 그 위에 ZnO가 포함된 투명 유전체층을 형성하면 적색 칼라 필터가 색상을 유지하게 된다.

LPB용 MCMB 부극 도전재로 VGCF를 첨가한 부극의 특성 연구 (Characteristics of MCMB Anode with VGCF As a Conducting Agent for LPB)

  • 진봉수;도칠훈;문성인;윤문수;정재국;남효덕;박희구
    • 전기화학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.143-147
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    • 2004
  • Vapor grown carbon fiber(VGCF)가 각기 달리 첨가된 부극으로 제조된 LPB의 특성을 조사하였다. MCMB를 활물질로, VGCF를 도전재로 사용하였을 경우, 전지의 내부저항과 1차 Ah효율은 VGCF첨가량이 많아질수록 감소하였고 방전 용량과 이용률은 증가하였다. $6wt\%$의 VGCF가 첨가된 부극으로 제조된 전지가 최저 임피던스를 나타내었고, $8wt\%$의 VGCF첨가한 경우는 VGCF를 첨가하지 않은 것과 유사한 임피던스를 나타내었다. $6wt\%$의 VGCF가 첨가된 부극으로 제조된 전지가 최고의 전지 특성을 나타내었다. 이 전지의 내부저항은 실온에서 $0.918\Omega$이였고, 2C에서의 고율 방전 시의 용량은 $93\%$였다. 율 특성과 수명 특성은 $4wt\%$$6wt\%$운의 VGCF가 첨가된 부극으로 제조된 전지가 타 전지에 비해 우수하였고 두 경우는 매우 유사한 결과를 나타내었다. $6wt\%$의 VGCF가 첨가된 부극으로 제조된 전지의 경우, 방전 용량은 충방전 사이클링을 진행함에 따라 서서히 감소하여 100회에서 178mAh/g의 비용량을 나타내었으며 이후에는 완만한 감소경향을 나타내었다. $6wt\%$의 VGCF첨가의 경우 이용률은 100회에서 $90\%$ 이상으로 $4wt\%$의 VGCF가 첨가된 부극으로 제조된 전지 보다 우수하였다.

동시-공증발 기상 중합을 이용한 전도성 PEDOT-PSMA 박막 제조 (Preparation of Conductive PEDOT-PSMA Hybrid Thin Films Using Simultaneous Co-vaporized Vapor Phase Polymerization)

  • ;임진형
    • 공업화학
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    • 제29권3호
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    • pp.330-335
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    • 2018
  • 서로 다른 중합 메카니즘(산화 커플링 중합 및 라디칼 중합)을 가지는 둘 이상의 단량체를 동시에 공-증발 기상 중합(SC-VPP)을 하여 유기-유기 전도성 복합 박막을 제조하는 새로운 접근법을 보고한다. 본 연구에서는 SC-VPP 공정을 통해 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)와 poly(styrene-co-maleic anhydride)(PSMA)로 구성된 PEDOT-PSMA 복합 박막을 제조하였다. 유기-유기 전도성 복합체 박막의 제조는 FT-IR 및 $1^H-NMR$ 분석을 통해 확인되었다. 전자주사현미경을 통한 표면 형태학 분석으로 PEDOT-PSMA 박막이 PEDOT 박막보다 좀 더 거친 표면을 보였다. 이것은 소수성 특성을 가지는 PEDOT과 친수성 특성기를 가지는 PSMA와의 좋지 않은 상용성 때문이라고 생각된다. 따라서 PEDOT-PSMA는 PEDOT보다 낮은 전기 전도도를 나타내었지만 약염기인 2-ethyl-4-methyl imidazole을 첨가하면 크게 개선되었다. PEDOT-PSMA의 접촉각은 PEDOT의 경우 $62^{\circ}$에 비해 약 $50^{\circ}$로 친수성이 증가하였고, 이는, PSMA가 가지는 카르보닐기에 의한 것이라 판단된다. 제안된 SC-VPP 기반 유기-유기 하이브리드 박막 제조 경로를 통하여 다양한 고분자 전도성 박막의 표면 특성(친수특성, 기계적 강도, 광학특성 및 표면 거칠기) 등을 제어할 수 있다고 판단한다.

리브를 갖는 FRP 판과 고인성섬유보강콘크리트로 이루어진 합성보의 파괴거동에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study for Failure Behavior of Composite Beams with DFRCC and FRP Plank with Rib)

  • 강가람;유승운
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.16-23
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    • 2016
  • 고인성섬유보강콘크리트는 기존의 콘크리트에 비해 인성을 크게 개선한 재료로써, 콘크리트 구조물의 여러 분야에 적용 가능한 건설 신재료로 평가되고 있다. 본 연구에서는 고인성섬유보강콘크리트와 리브를 갖는 FRP 판을 인장 보강재 및 영구거푸집으로 활용한 합성보의 파괴거동에 관한 실험을 실시하였다. 비교를 위해 일반콘크리트와 PVA계열인 RF4000과 PP계열인 PP-macro의 섬유를 사용하였으며, 각각 RF4000+RSC15, PP-macro+RSC15를 혼입하여 합성보를 제작하여 실험하였다. FRP 판에 잔골재를 미부착한 경우는 보의 중앙에 발생한 휨 균열이 크게 벌어지면서 FRP 판과 콘크리트가 미끄러짐에 의한 파괴형태를 보여주고 있음으로 잔골재 부착은 필수적 사항이라 판단되며, 파괴모드에 대한 섬유보강재의 영향은 크지 않은 것으로 판단된다. FRP 판에 잔골재를 부착한 실험 결과는 1200, 2000mm 모두 콘크리트와 FRP 사이에 충분한 부착이 형성되었다. 일반콘크리트보다 섬유보강재를 혼입한 경우 최대 하중이 높게 나타났고, 그 중 PP계열의 섬유보강재를 혼입한 경우 최대 하중이 가장 높게 나타났다. 균열이 섬유보강재에 의해 지연되면서 FRP 리브와의 합성작용에 의해 발생한 것으로 판단된다.