• Advanced Composite Materials
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• 제17권3호
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• pp.259-275
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• 2008

This study aims to optimize the mechanical and electrical properties of electrically conductive polymer composites (CPCs) for use as a material of bipolar plates for PEM fuel cells. The thin CPCs consisting of conductive fillers and polymer resin were fabricated by a preform molding technique. Expanded graphite (EG), flake-type graphite (FG) and carbon fiber (CF) were used as conductive fillers. This study tested two types of CPCs, EG/FG filled CPCs and EG/CF filled CPCs, to optimize the material properties. First, the characteristics of EG/FG filled CPCs were investigated according to the FG ratio for 7 and $100{\mu}m$ sized FG. CPCs using $100{\mu}m$ FG showed optimal material properties at 60 wt% FG ratio, which were an electrical conductivity of 390 S/cm and flexural strength of 51 MPa. The particle size was an important parameter to change the mechanical and electrical behaviors. The flexural strength was sensitive to the particle size due to the different levels of densification. The electrical conductivity also showed size-dependent behavior because of the different contributions to the conductive network. Meanwhile, the material properties of EG/CF filled CPCs was also optimized according to the CF ratio, and the optimized electrical conductivity and flexural strength were 290 S/cm and 58 MPa, respectively. The electrical conductivity of this case decreased similarly to the EG/FG filled case. On the other hand, the behavior of the flexural strength was more complicated than the EG/FG filled case, and the reason was attributed to the interaction between the strengthening effect of CF and the deterioration of voids.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.27-30
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• 2003

In order to apply fracture detection we fabricated the CP-FRP using carbon-powder and analyzed conductive mechanism of it. The composites showed lower initial resistance as the carbon powder and amount of glass fiber(TEX) was used much more. When those are compared with each other that before and after bending test, the more cracks observed in matrix after bending test. We become to know that the conductivity of the composites depends on percolation structure of carbon powder.

• 한국음향학회지
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• 제32권6호
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• pp.502-508
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• 2013

본 논문에서는 1-3 복합체 형태의 전도성 후면층을 이용한 2D 배열 초음파 트랜스듀서를 설계 및 제작하고 그 특성을 평가하였다. 1-3 복합체 형태의 전도성 후면층은 일반적인 재료를 사용해 널리 쓰이는 1-3 복합체 공정을 통하여 제작되었다. 본 연구의 대상이 되는 2D 배열 트랜스듀서는 4,096개의 구동 소자로 이루어져 있고, 각 소자의 중심주파수 및 비대역폭은 각각 3.5 MHz 및 60 % 이상을 목표로 설계하였다. 제작된 트랜스듀서는 중심주파수 및 비대역폭 목표치를 만족하였으며, 전체 구동 소자간의 특성도 0.81 dB 이내로 균일하였다. 따라서 본 연구에서 제시한 전도성 후면층의 2D 배열 초음파 트랜스듀서에 대한 적용 가능성이 검증되었다.

• 폴리머
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• 제29권1호
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• pp.32-35
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• 2005

탄소나노튜브를 오존처리한 후 이를 사용하여 탄소나노튜브/고밀도 폴리에틸렌 전도성 복합재료를 제조하였고, 오존처리된 탄산나노튜브가 positive temperature coefficient(PTC) 세기에 미치는 영향을 조사하였다. 원소분석(EA)과 FT-IR 분석 결과, 오존처리된 탄소나노튜브의 표면에는 O-H, C=O 그리고 C-O와 같은 산소함유 관능기가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 전도성 복합재료의 온도에 따른 저항성은 디지털 멀티메타를 이용하여 측정하였다. 복합재료의 저항성은 고밀도 폴리에틸렌의 결정 용융 온도에서 증가하였으며, 이는 복합재료의 매트릭스로 사용된 고밀도 폴리에틸렌의 열팽창성에 의한 전도성 네트워크의 파괴때문인 것으로 판단된다. 그리고 탄소나노튜브에 오존처리 시간이 증가할수록 탄소나노튜브/고밀도 폴리에틸렌 복합재료의 PTC 세기는 증가했고, 이는 오존처리에 의한 탄소나노튜브 표면에 산소함유 관능기는 PTC 소자의 최대 비저항 값을 증가시키기 때문인 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제35권3호
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• pp.175-181
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• 2022

무선통신기술의 발전과 함께 통신기기의 활용영역은 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 통신기기 성능의 저하를 막기 위한 전자파 노이즈 간섭문제 해결 및 방열문제 해결 소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 전자파 차폐와 우수한 방열특성을 동시에 가질 수 있는 복합소재 필름을 제안하였다. 이 필름은 고분자 수지에 자성 및 방열 필러 물질이 분산된 복합소재 레이어와 전도성 그리드로 구성되어 있다. 복합소재 레이어의 조성 및 특성에 대한 제어 및 전도성 그리드 형상에 대한 설계를 통해 높은 전자파 차폐능(>40 dB), 낮은 전자파 반사능(<3 dB), 우수한 열전도도(>10 W/m·K)를 5G 통신 대역인 26.5 GHz에서 500 ㎛ 이하의 극박 필름으로 달성하는 데 성공하였다.

• Composites Research
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• 제19권2호
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• pp.7-12
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• 2006

본 연구에서는 탄소섬유의 첨가가 흑연 보강 전도성 고분자 복합재료의 전기적, 기계적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 압축성형법을 이용하여 흑연입자/탄소섬유 혼합 보강 전도성 고분자 복합재료를 제조하였으며 흑연입자의 고비율 충진은 복합재료 내에서 입자 사이의 직접 접촉을 통해 높은 전기 전도도(>100S/cm)를 얻는 것을 가능하게 하였다. 하지만 흑연입자의 비율이 높아짐에 따라 소재의 강도가 점차 떨어지게 되므로 이를 보완하기 위해 탄소섬유를 첨가하여 그에 따른 소재의 전기적, 기계적 특성 변화를 연구하였다. 탄소섬유의 충진 비율이 증가함에 따라 소재의 굽힘 강도는 증가하였으나 탄소섬유의 클러스터 형성으로 인해 탄소섬유 사이에 비전도성 영역이 발생하여 복합재료의 전기 전도도는 감소함을 확인하였다. 탄소섬유의 충진 비율이 전체 시스템의 20wt.%인 경우에는 굽힘 강도는 12% 증가한 반면 전기 전도도가 27% 감소하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제2권2호
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• pp.91-96
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• 2011

Polypyrrole (PPy)/multi-walled carbon nanotube (MWCNT)/conductive carbon (CC) composites are synthesized by the chemical oxidative polymerization method. The morphology analysis of the composite materials indicates uniform coating of PPy over MWCNTs and conductive carbon. The electrochemical performances of PPy/MWCNT/CC composites with different compositions are evaluated in order to optimize the composition of the composite electrode. Galvanostatic chargedischarge measurements and electrochemical impedance spectroscopy studies prove the excellent cycling stability of the PPy/MWCNT/CC composite electrodes.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권10호
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• pp.1092-1098
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• 1997

Electrical discharge machining (EDM) was attempted on a ceramic matrix composite containing non-conductive alumina as a matrix and conductive titania as a second phase, and was found successful. As the current or duty factor increased, the material removal rate (MRR) increased and the surface roughness also increased. The EDMed surface was covered with a number of craters of a circular shape having 100-200 microns of diameter. The melting and evaporation was suggested for the EDM mechanism. The bending strength decreased 44% after EDM, but the Weibull modulus increased more than twice. Combination of EDM and barre이 polishing resulted in the maintenance of the bending strength level. Temperature distribution near a spark in the sample was computer-simulated by use of finite element method, and was found to have similar shape to the one which the observed craters have.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1322-1325
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• 2005

The main objectives of this research work are to develop conductive glass fiber woven roving and carbon fiber unidirectional fabric composite materials and to determine their electromagnetic shielding effectiveness(EMSE). Epoxy is the matrix phase and glass, carbon fiber are the reinforcement phase of the composite material. Carbon black are incorporated as conductive fillers to provide the electromagnetic shielding properties of the composite material. The amount of carbon black in the composite material is varied by changing the carbon black composition, woven roving and unidirectional (fabric) structure. The EMSE of various fabric composites is measured in the frequency range from 300MHz to 800MHz. The variations of EMSE of woven roving and unidirectional composites with fabric structure, metal powder composite are described. Suitability of conductive fabric composites for electromagnetic shielding applications is also discussed.

• 한국분말재료학회지
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• 제25권5호
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• pp.435-440
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• 2018

In the present study, we develop a conductive copper/carbon nanomaterial additive and investigate the effects of the morphologies of the carbon nanomaterials on the conductivities of composites containing the additive. The conductive additive is prepared by mechanically milling copper powder with carbon nanomaterials, namely, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and/or few-layer graphene (FLG). During the milling process, the carbon nanomaterials are partially embedded in the surfaces of the copper powder, such that electrically conductive pathways are formed when the powder is used in an epoxy-based composite. The conductivities of the composites increase with the volume of the carbon nanomaterial. For a constant volume of carbon nanomaterial, the FLG is observed to provide more conducting pathways than the MWCNTs, although the optimum conductivity is obtained when a mixture of FLG and MWCNTs is used.