탄소섬유강화 SiC기지상 복합재는 우수한 산화저항성과 우수한 열충격저항성을 가진다. 그리고 이런 특성들은 탄소섬유강화복합재가 고온구조재로서 응용케하였다. 본 연구에서는 $C_f/SiC$ 복합재가 전구체 함침과 액상 함침이 동반된 열분해공정, Cyclohexene을 사용한 화학기상 경화공정을 통해 제조되었다. 최종 제조된 $C_f/SiC$ 복합재는 5회 함침을 통해 $0.43g/cm^3$ 밀도를 갖는 탄소섬유 프리폼에서 $1.76g/cm^3$의 밀도값을 나타내고 있다. 그리고 산화저항성 특성면에서 $C_f/SiC$ 복합재의 무게가 공기중 $1400^{\circ}C$에서 6시간 유지 후에 81%가 남았다. 결과적으로 Cyclohexene을 사용한 화학기상 경화공정은 효과적으로 높은 치밀화와 증가된 산화저항성을 보이고 있다.
불용성 세리신을 가수분해하기 위해 염산 수용액을 이용하여 농도 및 시간별로 처리하여 처리조건이 가수분해에 미치는 영향에 대해 관찰되었다. 가수분해 후 분말화하여 분자량 분포와 분자량 및 백도를 측정하였고, 아미노산 분석을 통하여 세리신의 아미노산 조성의 변화를 시험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 염산 가수분해시 0.5N HCl보다 1N 처리시의 용해도가 5%가량 높았고, 처리 시간이 경과할수록 용해도가 증가하고, 6시간 이상의 처리에서는 그 증가폭이 크지않았다. 가수분해된 세리신의 전기영동 결과는 인정할만한 특정밴드는 나타나지 않았으며 분자량 6,000~20,000 사이에 많이 분포하는 것을 알았다. 가수분해된 세리신의 평균 중합도를 측정한 결과 4.2~5.9이었으며, 이를 분자량으로 환산하면 각각 470~670정도가 된다. 백도는 가수분해 시간이 경과할수록 감소하였다. 가수분해된 세리신의 아미노산 분석시 세리신 가수분해물은 220$^{\circ}C$ 부근의 열변성 피크와 330$^{\circ}C$ 부근의 열분해 피크에서 흡열 피크가 관찰되었다.
셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate, CA)는 높은 투명도와 열 저항성을 갖고 있어 복합소재 개발에 많이 응용되고 있다. 본 연구에서는 CA 복합재의 기계적 강도 개선을 위해 셀룰로오스 나노크리스탈 (cellulose nanocrystals, CNCs)을 강화제로 첨가하였다. CA 수지 내부에 CNCs의 고른 분산을 위해 선 분산(predispersion)법 적용 후, 압출 및 사출하는 제조 방식으로 CA 복합재를 제조하였다. 기계적 특성 분석 결과, CNCs를 3 wt% 첨가하였을 때 강화효과(reinforcing effect)로 인해 최대 인장강도와 굴곡강도 값을 보임을 확인하였다. 열중량 분석법을 이용한 열분해 거동 분석을 통해 황산 처리된 CNCs의 첨가는 CA 복합소재의 열안정성을 약간 감소시키는 결과를 얻었다.
Maximum production of isoquercetin and quercetin simultaneously from rutin by subcritical water hydrolysis (SWH) was optimized using the response surface methodology. Hydrolysis parameters such as temperature, time, and $CO_2$ pressure were selected as independent variables, and isoquercetin and quercetin yields were selected as dependent variables. The regression models of the yield of isoquercetin and quercetin were valid due to the high F-value and low P-value. Furthermore, the high regression coefficient indicated that the polynomial model equation provides a good approximation of experimental results. In maximum production of isoquercetin from rutin, the hydrolysis temperature was the major factor, and the temperature or time can be lower if the $CO_2$ pressure was increased high enough, thereby preventing the degradation of isoquercetin into quercetin. The yield of quercetin was considerably influenced by temperature instead of time and $CO_2$ pressure. The optimal condition for maximum production of isoquercetin and quercetin simultaneously was temperature of $171.4^{\circ}C$, time of 10.0 min, and $CO_2$ pressure of 11.0 MPa, where the predicted maximum yields of isoquercetin and quercetin were 13.7% and 53.3%, respectively. Hydrolysis temperature, time, and $CO_2$ pressure for maximum production of isoquercetin were lower than those of quercetin. Thermal degradation products such as protocatechuic acid and 2,5-dihydroxyacetophenone were observed due to pyrolysis at high temperature. It was concluded that rutin can be easily converted into isoquercetin and quercetin by SWH under $CO_2$ pressure, and this result can be applied for SWH of rutin-rich foodstuffs.
섬유체적비에 따라 복합재료의 기계적 열적 특성이 크게 달라지기 때문에, 복합재료 설계시 섬유체적비를 올바르게 측정하는 것이 매우 중요하다. 일반적으로 섬유체적비를 측정하는 여러 방법은 산화되지 않는 유리섬유나 세라믹섬유를 사용한 복합재료의 경우에는 적합하고 효율적이다. 하지만 산화현상이 있는 탄소섬유의 경우에는 산화 방법과 조건에 따라서 다른 결과를 가져오게 되며 그러므로 올바른 섬유체적비를 측정이 어렵다. 본 연구에서는 Thermogravimetric analysis를 수행하여 산화되는 탄소섬유의 질량 감소량을 보정하여 탄소섬유 복합재료의 섬유체적비를 측정하였고 현미경 단면 이미지를 이용하여 그 결과를 검증하였다.
본 연구에서는 sol-gel법으로 제조된 $PbTiO_3$ (PT) 단층박막내의 실시간 응력과 두께 수축거동, 그리고 다층박막의 미세경도를 온도의 함수로 측정하여 열처리에 따른 PT박막내의 물리화학적 변화를 설명하였다. 단층박막은 상온에서 $220^{\circ}C$까지 급격한 수축을 보였으며 총수축량의 83%가 이 온도구간에서 일어났다. as-spun된 박막 내에는 이미 75MPa의 인장응력이 존재하였으며 13$0^{\circ}C$부터 뚜렷이 증가하여 $250^{\circ}C$에서 147MPa의 최대 인장응력을 나타냈다. 인장응력의 급격한 감소가 일어나는 $370^{\circ}C$부터는 본격적으로 치밀화된 PT박막과 Si 기판과의 열팽창계수 차이가 주로 박막내의 응력을 결정하며, 이것은 다층박막의 미세경도가 $300^{\circ}C$ 이후에서 급격히 증가하는 사실로도 뒷받침된다. 한편 다층박막에서 단층박막과 달리 $550^{\circ}C$까지 열처리후 Perovskite 상이 많이 생성되었으며 이는 박막 두께의 증가에 따른 homogenous 핵생성 site의 증가 때문이라고 생각된다
주거공간에 사용되는 벽지의 화재 위험성을 평가하기 위하여 몇 종류의 벽지 시료에 대한 연소특성과 연소가스의 독성을 분석하였다. 본 연구에서 재의 잔량은 고온의 전기로를 이용하여 측정하였으며 TGA를 이용하여 열적 특성을 분석하였다. 연소시간과 연기농도의 측정은 콘히터와 가스분석계를 사용하였고 연기밀도는 ASTM E662의 장치를 이용하였다. 실험결과 실크벽지는 다른 벽지에 비해 낮은 온도에서 열분해가 시작되었는데 이는 실크벽지가 낮은 열유속(heat flux)에서도 착화될 수 있으므로 다른 벽지보다 화재 위험성이 높다. 실크벽지의 복사 열유속에 의한 착화시간은 다른 시료들에 비해 짧아서 화재 시 피난 시간이 짧아져야 하며 비닐이 코팅된 실크벽지 연소 시 일산화탄소의 발생 농도가 가장 높아서 독성의 위험이 높을 것으로 보인다. 실크벽지와 실크방염 벽지의 비닐 코팅으로 연기밀도가 높게 나타났다.
산호제의 양이 충분치 못한 밀폐된 공간에서는 화재가 발생하지 않으리라는 기대를 깨고, 다공성 물질내부에서 공극안에 있는 산화제를 이용하여 서서히 연소되는 smoldering 반응을 통하여 대형 화재가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 하나의 실제 화재 사건을 화재 조사 방법에 의하여 기술한 보고서를 바탕으로 하여 smoldering 연소가 화재의 발생에 미치는 영향을 예시하였으며, 예시된 사고의 smoldering 연소를 강제대류에 의한 하향식 역방향 smoldering으로 모델링하였다. 화학반응으로는 열분해가 없는 1 단계 반응이 채택되어, 온도 및 산화제의 공간적 분포와 smoldering의 전파속도를 수치적으로 모사하였다. 수치결과로서 유입되는 산화제의 양과 연료의 공극률이 반응지역의 전파속도를 결정하는 가장 우세한 인자로 파악되었다. 그러므로 smoldering 에 의한 화재 발생시 유입되는 산화제의 양과 연료의 공극률과의 관계를 알고 있다면 주어진 연료의 공극률에 대하여 유입되는 산화제의 양을 제어함으로써 불길로의 천이를 억제할 수 있음을 제시하고 있다.
The thin-film photovoltaic absorbers (CdTe and $Cu(In,Ga)Se_2$) can achieve solar conversion efficiencies of up to 20% and are now commercially available, but the presence of toxic (Cd,Se) and expensive elemental components (In, Te) is a real issue as the demand for photovoltaics rapidly increases. To overcome these limitations, there has been substantial interest in developing viable alternative materials, such as $Cu_2ZnSnS_4$ (CZTS) is an emerging solar absorber that is structurally similar to CIGS, but contains only earth abundant, non-toxic elements and has a near optimal direct band gap energy of 1.4 - 1.6 eV and a large absorption coefficient of ~104 $cm^{-1}$. The CZTS absorber layers are grown and investigated by various fabrication methods, such as thermal evaporation, e-beam evaporation with a post sulfurization, sputtering, non-vacuum sol-gel, pulsed laser, spray-pyrolysis method and electrodeposition technique. In the present work, we report an alternative aqueous chemical approach based on chemical bath deposition (CBD) method for large area deposition of CZTS thin films. Samples produced by our method were analyzed by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscopy, absorbance and photoluminescence. The results show that this inexpensive and relatively benign process produces thin films of CZTS exhibiting uniform composition, kesterite crystal structure, and some factors like triethanolamine, ammonia, temperature which strongly affect on the morphology of CZTS film.
Wegner Gerhard;Demir Mustafa M.;Faatz Michael;Gorna Katazyrna;Munoz-Espi Rafael;Guillemet Baptiste;Grohn Franziska
Macromolecular Research
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제15권2호
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pp.95-99
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2007
The most recent developments in two areas: (a) synthesis of inorganic particles with control over size and shape by polymer additives, and (b) synthesis of inorganic-polymer hybrid materials by bulk polymerization of blends of monomers with nanosized crystals are reviewed. The precipitations of inorganics, such as zinc oxide or calcium carbonate, in presence and under the control of bishydrophilic block or comb copolymers, are relevant to the field of Biomineralization. The application of surface modified latex particles, used as controlling agents, and the formation of hybrid crystals in which the latex is embedded in otherwise perfect crystals, are discussed. The formation of nano sized spheres of amorphous calcium carbonate, stabilized by surfactant-like polymers, is also discussed. Another method for the preparation of nanosized inorganic functional particles is the controlled pyrolysis of metal salt complexes of poly(acrylic acid), as demonstrated by the syntheses of lithium cobalt oxide and zinc/magnesium oxide. Bulk polymerization of methyl methacrylate blends, with for example, nanosized zinc oxide, revealed that the mechanisms of tree radical polymerization respond to the presence of these particles. The termination by radical-radical interaction and the gel effect are suppressed in favor of degenerative transfer, resulting in a polymer with enhanced thermal stability. The optical properties of the resulting polymer-particle blends are addressed based on the basic discussion of the miscibility of polymers and nanosized particles.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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