The effect of the organoclay_10A nanoparticles on the DSC and Structural and Dielectrics Properties(1Hz-1MHz) for epoxy/Organoclay_10A Nanocomposites has been studied. Dielectric properties of epoxy-Organoclay nanocomposites were investigated at 1, 3, 5, 7, 9 filler concentration by weight. Epoxy nanocomposites samples were prepared with good dispersion of layered silicate using power ultrasonic method in the particles. As structural analysis, the interlayer spacing have decreased with filled nanoparticles contents increase using power ultrasonic dispersion. The maximum increase interlayered spacing was observed to decease for above 5wt% clay loading. The other hand, as decrease with concentration filler of the layered silicate were increased dispersion degree of nanoparticles in the matrix. The interesting dielectric properties for epoxy based nanocomposites systems are attributed to the large volume fraction of interfacesin the bulk of the material and the ensuring interactions between the charged nanoparticle surface and the epoxy chains.
에폭시-층상실리케이트 나노콤포지트의 균질분산과 층상실리케이트내로 침투되는 박리정도를 향상시키기 위해 친환경적 분산기법인 물리적방법으로 Homogenizer와 Power Ultrasonic를 적용한 기법을 실시하였다. Homogenizer의 최적속도를 얻기 위해 분산시킨 나노콤포지트의 박리정도, 유리천이온도를 구할 수 있었고, Homogenizer와 Ultrasonic을 동시에 적용하여 최적시간을 구하기 위해 적용된 나노콤포지트를 절연파괴 강도의 Weibull Plots을 통하여 판단할 수 있는 좋은 결과를 얻을 수 있었다.
High-power ultrasonic promotes a chemical reaction by its own energy, thus it has been used for sonochemistry applications. For example, it has been mostly used for mixing, reaction catalyst, dispersion and disintegration. High-power ultrasonic transducer is made with structure based on a Bolt-clamped Langevin type Transducer (BLT), But it has difficulty in the development because degradation of piezoelectric ceramic by the heat generation of BLT. In this study, for a development of the transducer of 25 kHz and 1000 W used in sonochemistry and industrial cleaning, BLT with a hole in its center and tubular type waveguide of the transducer were designed based on finite element method (FEM). The transducer was fabricated based on the design parameter, and the impedance characteristics are measured experimentally and compared with the numerical results.
Thermoplastic nanocomposites based on the copolymers of polypropylene (PP)-polystyrene (PS) and organically modified montmorillonite (org-MMT) were produced by using power ultrasonic wave in an intensive mixer. Owing to the unique action of the ultrasonic wave, free radicals of styrene monomers and macroradicals of PP were generated, by which copolymers of PP and PS were formed. Another important aspect of using ultrasonic wave during the mixing process was to enhance nano-scale dispersion of org-MMT by destructing the agglomerates of org-MMT in the polymer matrix. Optimum conditions for the in-situ copolymerization and melt intercalation were studied with various concentrations of styrene monomer, sonication time and different kinds of clay. It was found that a novel attempt carried out in this study yielded further improvement in the mechanical performance of the nanocomposites compared to those produced by the conventional melt mixing process.
A method to test thin-walled tubes by guided ultrasonic wave is reported. The principle is that applicate two types of axially symmetric ultrasonic tube modes and "longitudinal" modes with particle displacement, which is coupled in axial and radial directions for transverse failures and torsional modes, oscillating in the circumferential direction only, for longitudinal failures. Both types of modes propagate along the tube in the axial direction. Therefore, a pulse-echo technique is possible. The pulses are excited and received at one end of the tube without contact electro-dynamic transducers. As soon as the tubes is put into a transducer coil at one end, the test of the whole tube can be accomplished in a few milliseconds. It is not necessary to rotate and transport the tubes during the test.
기기 건전성의 온라인 검사 및 감시 기술은 기존의 원전의 가동 중 검사의 효율적 수행에 필요한 정보를 제공한다. 유도 초음파는 온라인 검사와 감시에 활용 가능성이 있는 기술 중의 하나로 알려져 있다. 본 연구에서는 온라인 검사 겐 감시 기술 개발의 일환으로 유도초음파를 이용하여 파이프의 건전성을 검사/감시하는 기술을 개발하고자 한다. 이를 위해 증기 발생기 세관을 실험 대상으로 하여 분산 선도 덴 특정 모드에 대응하는 초음파 입사각을 계산하였다. Short time Fourier transform을 이용한 시긴-주파수 분석을 통하여 유도초음파 모드를 확인하였으며, 유도 초음파가 증기발생기 세관의 곡관 부분을 통과할 때 모드 변환이 발생하지 않는 것을 실험적으로 확인하였다. 유도 초음파를 이용한 증기발생기 세관의 최적 검사 모드를 제안하고 실험에 의하여 이를 확인하였다.
Nano sized SiC particles (270 nm) are easily agglomerated in nickel sulfamate electrolytic bath during a composite electrodeposition process. The agglomeration of nano particles in composite coatings can significantly reduce the mechanical properties of the composite coatings. In this study, Ni-SiC nano composite coatings were fabricated using a conventional electrodeposition process with the aid of ultrasound. Nano particles were found to be distributed homogeneously with reduced agglomeration in the ultrasonicated samples. Substantial improvements in mechanical properties were observed in the composite coatings prepared in presence of ultrasound over those without ultrasound. Ni-SiC composite coatings were prepared with variable ultrasonic frequencies ranging from 24 kHz to 78 kHz and ultrasonic powers up to 300 watts. The ultrasonic frequency of 38 kHz with ultrasonic power of 200 watt was revealed to be the best ultrasonic conditions for homogeneous dispersion of nano SiC particles with improved mechanical properties in the composite coatings. The microstructures, phase compositions, and mechanical properties of the composite coatings were observed and evaluated using SEM, XRD, Vickers microhardness, and wear test. The Vickers microhardness of composite coatings under ultrasonic condition was significantly improved as compared to the coatings without ultrasound. The friction coefficient of the composite coating prepared with an ultrasonic condition was also smaller than the pure nickel coatings. A synergistic combination of superior wear resistance and improved microhardness was found in the Ni-SiC composite coatings prepared with ultrasonic conditions.
발전설비의 보수검사에 적용하기 위한 예비 연구로 comb transducer를 이용한 파이프 내에서의 유도초음파 모드의 거동을 실험적으로 검증하였다. 유도초음파의 모드식별은 STFT와 WT에 의한 시간-주파수해석을 통하여 최적의 모드를 선정하였다. 시간-주파수해석과 이론적 해석 방법인 분산 곡선을 비교한 결과 잘 일치함을 알 수 있었으며, pitch-catch법과 선단부로부터 반사된 신호를 모드 분석한 결과 L(0,1) 모드가 다른 모드에 비해 모드변환에 의한 영향이 적었다. 따라서 L(0,1)을 최적의 모드로 선정하고, 결함위치를 추정한 결과 유용함을 알 수 있었다.
초음파 분산에 있어서 초음파의 방사면이 시료에 직접 닿는 것을 피하기 위해 액체시료는 유리용기에 의해 분리되어 음향매질에 의해 초음파 에너지를 받는다. 이와 같이 다층구조로 이루어진 음향시스템에서 초음파에너지의 전달효율은 중요한 요소이다. 본 연구에서는 다층구조로 이루어진 음향시스템에 있어서 프로필렌글리콜 용액을 액체정합층으로 사용하여 초음파에너지 전달효율을 개선하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 란주반형 초음파 트랜스듀서와 루미놀용액과의 사이에 프로필렌글리콜 용액을 액체정합층 매질로 채우고, 초음파트랜스듀서로부터 방사되는 강력초음파의 비선형현상에 의해 발광되는 루미놀용액의 발광정도를 광전증폭관을 이용하여 관측하여 루미놀용액으로의 초음파에너지 전달 효율을 조사하였다. 프로필렌글리콜 농도변화에 따른 초음파에너지 전달정도를 측정하였고, 그 결과 프로필렌글리콜 용액의 농도가 증가함에 따라 정합효과는 증가하는 반면 음향감쇠가 증가함을 알 수 있었다. 이들 두 상충되는 조건이 절충되는 최적의 농도가 존재함을 확인할 수 있었으며, 프로필렌글리콜 용액의 최적 농도를 실험적으로 결정할 수 있었다.
초음파를 이용한 수중 반응을 통하여 친수성 고분자인 poly(vinyl alcohol) (PVA)를 다중벽 탄소나노튜브 표면에 개질하였다. 초음파 인가 시 PVA는 라디칼을 지닌 상태로 절단되며 탄소나노튜브는 일반적으로 라디칼 스캐빈저 역할을 하므로 생성된 PVA 라디칼과 반응하여 PVA 사슬이 탄소나노튜브 표면에 그래프트 된다. PVA의 그래프트 반응을 조절하기 위하여 초음파 인가 조건을 300과 500 W로 선택하였으며, 인가 시간은 최대 50분으로 하였다. 탄소나노튜브 표면에 그래프트된 PVA는 FTIR, TGA, SEM, 및 TEM을 통하여 분석하였다. 또한 PVA로 개질된 탄소나노튜브의 분산안정성을 분석하였다. 그래프트된 PVA의 양은 초음파의 인가 출력과 인가 시간에 비례하여 증가하였으며, PVA로 개질된 탄소나노튜브는 물 속에서 매우 안정적인 분산성을 보였다. 이는 복잡한 화학반응 과정없이 초음파를 이용하면 탄소나노튜브를 고분자로 간단히 개질할 수 있음을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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