• 한국세라믹학회지
• /
• 제55권6호
• /
• pp.527-555
• /
• 2018

High-temperature thermal insulation materials challenge extensive oxide candidates such as porus $SiO_2$, $Al_2O_3$, yttria-stabilized zirconia, and mullite, due to the needs of good mechanical, thermal, and chemical reliabilities at high temperatures simultaneously. Recently, porous rare earth (RE) silicates have been revealed to be excellent thermal insulators in harsh environments. These materials display attractive properties, including high porosity, moderately high compressive strength, low processing shrinkage (near-net-shaping), and very low thermal conductivity. The current critical challenge is to balance the excellent thermal insulation property (extremely high porosity) with their good mechanical properties, especially at high temperatures. Herein, we review the recent developments in processing techniques to achieve extremely high porosity and multiscale strengthening strategy, including solid solution strengthening and fiber reinforcement methods, for enhancing the mechanical properties of porous RE silicate ceramics. Highly porous RE silicates are highlighted as emerging high-temperature thermal insulators for extreme environments.

• Advanced Composite Materials
• /
• 제18권1호
• /
• pp.61-75
• /
• 2009

The effect of porous matrix on thermal fatigue behavior of 3D-orthogonally woven SiC/SiC composite was evaluated in comparison with that having relatively dense matrix. The porous matrix yields open air passages through its thickness which can be utilized for transpiration cooling. On the other hand, the latter matrix is so dense that the air passages are sealed. A quantity of the matrix was varied by changing the number of repetition cycles of the polymer impregnation pyrolysis (PIP). Strength degradation of composites under thermal cycling conditions was evaluated by the $1200^{\circ}C$/RT thermal cycles with a combination of burner heating and air cooling for 200 cycles. It was found that the SiC/SiC composite with the porous matrix revealed little degradation in strength during the thermal cycles, while the other sample showed a 25% decrease in strength. Finally it was demonstrated that the porous structure in 3D-SiC/SiC composite improved the thermal fatigue durability.

• 공업화학
• /
• 제20권5호
• /
• pp.465-472
• /
• 2009

본 총설에서는 최근 주로 연구되고 있는 활성탄, 탄소나노튜브, 팽창 흑연 및 활성 탄소 섬유 등 다공성 탄소재료를 중심으로 수소 저장량을 증대시키기 위한 기술 및 기 발표된 수소저장량과 그 장 단점에 대하여 고찰하였다. 수소저장능을 향상시키기 위한 탄소 내 기공의 최적의 크기는 0.6~0.7 nm로 조사되었다. 촉매의 경우 전이금속 및 그 금속산화물이 많이 이용되었으며, 주로 다공성 탄소재료에 도핑을 통해 수소저장능을 향상시켰다. 수소저장 매체인 다공성 탄소재료 중에서 활성탄은 대량생산이 가능하여 가격이 비교적 저렴한 장점이 있고 탄소나노튜브는 튜브의 튜브간 공간 외에도 내부공간에 수소를 저장할 수 있는 공간이 수소저장에 활용될 수 있다는 장점이 있다. 팽창 흑연은 흑연의 층 사이에 알칼리 금속의 삽입 시 층간 거리가 팽창하여 수소저장에 용이하고, 활성탄소섬유는 높은 비표면적과 발달된 미세기공이 수소흡착에 크게 기여한다는 점이 있다. 이러한 기존의 연구로 고려해 볼 때 다공성 탄소재료는 아직 달성되지 못한 DOE의 수소저장 목표치에 도달하기 위한 주요 유망한 후보재료 중의 하나이다.

• 한국염색가공학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.239-245
• /
• 2023

Cellulose is an abundant biodegradable material in nature with excellent properties, but due to its poor processability, it has been widely studied for processing through modification. Cellulose acetate propionate (CAP) is a cellulose derivative in which the hydroxyl group of cellulose is replaced by acetyl and propionyl groups. CAP has several advantages, such as excellent solubility, structural stability, light and weather resistance, and good transparency. Porous nanofibers with excellent specific surface area, which can be applied in various fields, can be easily formed by the phase separation method using highly volatile solvents. High speed centrifugal spinning is a nano/micro fiber preparation method with advantages such as fast spinning and easy alignment control. In this study, a CAP/polybutylene succinate (PBS) spinning solution with chloroform as solvent was prepared to prepare porous microfibers and the fiber morphology was examined as a function of the disk rotation speed in an high speed centrifugal spinning device.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제39권8호
• /
• pp.801-806
• /
• 2002

대기중에 방출되는 이산화탄소 저감을 위해서 산소결핍 페라이트를 이용한 이산화탄소의 탄소 전환에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 우레아 분해를 이용한 균일침전법에 의해 Ni 페라이트 $Ni_{0.4}Fe_{2.6}O_4$를 다공성 세라믹섬유 지지체(지름 50mm, 두께 10mm)에 in-situ 하게 담지하였다. 페라이트를 다공성 세라믹섬유 지지체에 담지하는 방법이 이산화탄소 분해효율에 미치는 영향을 조사하였다. 페라이트가 담지된 시편으로부터 잔류 염소이온과 우레아를 제거하면 주 결정상으로 스피넬 구조의 페라이트를 얻을 수 있었으나 이산화탄소 분해효율이 크게 향상되지는 않았다. 페라이트가 중량 분율로 20% (1g) 담지된 다공성 세라믹섬유 복합체 시편의 경우, 초기 3분 까지는 100% 이산화탄소 분해효율을 나타내었으나 10분 경과 후에는 급격하게 감소하였다. 이산화탄소 분해효율 감쇄 특성시간은 약 3∼7분 사이로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제9권4호
• /
• pp.93-104
• /
• 2007

본 연구는 포장재로서 투수콘크리트의 실질적인 현장적용을 위한 자료제시와 성능향상 방안을 도출하기 위하여 슬래그골재와 플라이애시의 혼입률에 따른 포장용 투수콘크리트의 역학적 특성을 평가하였다. 시험결과, 포장용 투수콘크리트의 공극률 및 투수계수는 슬래그골재의 혼합비율이 증가함에 따라 증가하고 플라이애시 혼입률 증가에 의하여 감소하는 경향을 나타내었으며 국내 포장용 투수콘크리트에 관한 규정(8% 및 0.01cm/sec)을 만족하였다. 압축강도 및 휨강도는 슬래그골재의 혼입률이 증가함에 따라 감소하였으나, 플라이애시의 혼입률이 증가함에 따라 크게 증가하는 경향을 나타내어 플라이애시를 5% 이상 혼입하면 슬래그골재를 50% 사용한 경우에도 국내 포장콘크리트에 관한 규정(18MPa 및 4.5MPa 이상)을 만족하였다. 또한 강섬유를 0.75vol.% 혼입한 경우 사용하지 않은 경우에 비하여 휨강도가 22.8% 증가 하였다. 미끄럼저항성은 슬래그골재의 혼입률이 증가에 따라 BPN값은 증가하였고, 플라이애시의 혼입률 증가에 의해 BPN값은 감소하는 경향을 나타내었으며, 내마모성 및 동결융해저항성은 부순골재만을 사용한 경우에 비해 슬래그골재의 혼합비율이 증가함에 따라 감소하였고, 플라이애시를 10% 혼입한 경우에는 현저히 개선되어 혼입하지 않은 경우에 비하여 내마모성 및 내동해성이 각각 약 5.6% 및 14.3% 정도 개선되는 것으로 확인되었다.

• 멤브레인
• /
• 제20권2호
• /
• pp.151-158
• /
• 2010

본 연구는 양성전해질막의 금속이온 특성을 조사하기 위하여 Taurine (TAU)막을 제조하였다. 제조방법으로는 방사선조사법에 의한 Glycidyl methacrylate (GMA)의 중공사막 표면위에 고정시키고, 이후 Taurine의 염기성 부분인 $-NH_2$기(amine fuction)와 GMA의 glycididyl의 개환 반응을 통하여 안정된 막을 형성하도록 하였다. 한편 TAU막과 비교를 위해 GMA가 고정된 중공사 막에 Sodium sulfite로 화학적 결합을 형성 SS막을 제조하였다. 이렇게 제조된 TAU막의 타우린 밀도가 높아져도 투과유속은 0.9 m/h로 변화 없으나, SS막은 술폰산기의 밀도가 높아짐에 따라 투과유속이 급격히 감소하는 것을 나타내었다. 타우린 밀도가 0.8 mmol/g인 막을 사용한 결과 금속이온의 량은 Cu > Cd > Mg > Sb > Pb의 순으로 나타내었다. 전반적으로 타우린막은 전화율과 밀도의 증가에 따라 많은 양의 금속이온 흡착과 높은 투과유속을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제53권5호
• /
• pp.627-631
• /
• 2015

Various solid structures were prepared by electrospray technique. In this process, liquid flows out from a capillary nozzle under a high electrical potential and is subjected to an electric field, which causes elongation of the meniscus to form a jet. In our study, by controlling the amount of polyvinyl pyrrolydone in precursor solution, the jet either disrupted into droplets for the formation of spherical particles or was stretched in the electric field for the formation of fibers. During the electrospray process, the ethanol solvent was evaporated and induced the solidification of precursors, forming solid particles. The evaporation of ethanol solvent also enhanced the mass transport of solutes from the inner core to the solid shell, which facilitated fabrication of porous and hollow structure. The network structures were also prepared by heating the collector.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.371-380
• /
• 2004

In the dust separation by using porous filter media, the structure of dust layer deposited on the filter surface of filter medium directly affects the effective filtration. The present study has investigated the specific resistance (K$_2$') of the dust layer and its porosity ($\varepsilon$$_{c}$) for three different filters; FA composite filter, metal fiber filter and stainless filter. The specific resistance (K$_2$') increased and at the same time the cake porosity ($\varepsilon$$_{c}$) decreased with the increase of filtration velocity, possibly due to the compressible effect of dust layer. However, under the low dust concentration, subsequent dust particles would block the open channels through the layer resulting in high specific resistance of the layer. The FA composite filter among three filters was shown to be the most effective filter for dust cake filtration at low filtration velocities less than 0.1 m/s for an approximate dust concentration of 5 g/㎥.

• Archives of Metallurgy and Materials
• /
• 제63권3호
• /
• pp.1497-1502
• /
• 2018

Macroporous silica fibers having spherical cavities were fabricated by electrospinning using the spinning solution prepared from the mixed dispersion of tetraethylorthosilicate (TEOS) and polystyrene nanospheres as precursor and sacrificial templates, respectively, by injection through metallic nozzle. By applying electric field, the electro-spun fibers obtained by evaporation-driven self-assembly were collected on flat substrate or rotating drum, followed by the removal of the templates by calcination. The sound absorption coefficient of the porous fibers was measured by impedance tube, and the measured value was larger than 0.9 at high frequency region of incident waves. The surface of the resulting fibers was modified using fluorine-containing silane coupling agent to produce superhydrophobic fibrous materials to prevent the infiltration of humidity.