• 한국재료학회지
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• 제27권8호
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• pp.422-430
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• 2017

Al/expanded graphite was successfully synthesized through a facile method including ultrasonic and heat treatment. In the well-designed three dimensional structure, expanded graphite(EG) works as a conductive matrix to support coated Al particles. The effects of the fabrication parameters on the microstructures and thermal conductivities of these composites were investigated. As a result, it was found that composites with graphite volume fraction of 17.4-69.4 % sintered at $600^{\circ}C$/45MPa exhibit in-plane thermal conductivities of 380-940 W/mK, over 90 % of the predictions by rule of mixture. According to the non-destructive analysis results, the synergistic enhancement was caused by the formation of efficient thermally conductive pathways due to the hybrid of the differently sized EG. The structure integrates the advantages of expanded graphite as a conductive support, preserving the electrode activity and integrity and improving the electrochemical performance.

• 접착 및 계면
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• 제10권1호
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• pp.30-34
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• 2009

Two-phase 복합재료 계에서 성형압력이 열전도도에 미치는 영향을 고찰하였다. Polypropylene (PP) 고분자에 열전도성 필러인 Silicon carbide (SiC)를 40 vol% 첨가하여 압력을 0 MPa부터 20 MPa까지 시키면서 PP/SiC 복합재료의 계면과 열전도도의 변화를 관찰하였다. PP/SiC (40 vol%)에서 압력을 0에서 20 MPa를 증가시킴에 따라 복합재료 내부의 기포가 적어지고 고분자-필러와 필러-필러 계면에서의 접촉이 용이해져 포논산란이 감소되고 열전도도는 1.31 W/mK에서 1.86 W/mK로 약 40% 증가함을 확인하였다. 실험을 통하여 얻어진 열전도도 값과 Maxwell식과 Agari식을 이용한 Two-Phase계의 열전도도 예측값을 비교한 결과, 필러간의 상호작용을 고려하는 Agari예측식의 경우에 실험결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국고분자학회지:고분자과학과기술
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• 제24권1호
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• pp.30-37
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• 2013

• 폴리머
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• 제27권1호
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• pp.40-45
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• 2003

본 연구에서는 $Fe_3O_4$ (magnetite)의 함량 변화와 온도 변화가 NBR/$Fe_3O_4$ 혼합물의 전기걱도도 ($\sigma$)에 미치는 영향을 조사하였다. 최소 최적 혼합비 (percolation threshold, $P_c$) 개념이 본 연구에서 제조한 전도성 입자가 충전된 복합체에 적용되며, 혼합물내 $Fe_3O_4$의 농도가 22%를 초과할 때 $\sigma$가 급격히 증가함을 확인하였다. $\sigma$의 온도 의존성은 $P_c$ 또는 그 이하에서 열적으로 활성화되며, 마그네이트가 NBR 고무의 강화 및 전도성 충전제로서의 역할을 할 수 있음을 조사하였으며, 충전제 함량이 30 phr인 복합체는 실온에서 고전압을 걸어줄 경우 전류는 전압제곱에 비례한 것으로 나타났다. 또한, 50 pk의 마그네이트가 충전된 복합체가 최적의 물리적 가교점으로 인하여 가장 우수한 인장강도와 파단시 신장율을 보였으며 모듈러스가 마그네이트의 강화효과 및 혼합물의 토오크 곡선으로부터 얻은 점도와 관련이 있음을 확인하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.331-337
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• 2022

전기자동차용 배터리 하우징 소재로 사용되고 있는 금속 소재에서 경량소재로 대체하기 위한 열가소성복합재료를 제조하였다. 매트릭스 소재는 고분자 소재인 나일론 6를 사용 하였으며 방열 성능을 부여하기 위해 열전도도가 높은 Boron Nitrate(BN)를 사용하였다. 동일한 필러의 함량 및 입자 크기에 따른 열전도성 고분자 복합재료의 방열 특성을 분석하였다. 필러의 함량이 증가할수록 열전도도 값이 증가하였으며, 입자크기가 60~70㎛인 BN의 함량이 50%인 복합재료의 경우 1.4W/mK 이상 열전도도를 나타내었다. 입자 크기가 클수록 입자 간 계면 접촉면이 넓어져 Thermal path가 이루어짐을 확인하였다. 제조된 열전도성 고분자복합재료를 이용하여 배터리 하우징을 제작하였으며 셀의 충방전 동안 온도 변화를 관찰하여 배터리 하우징의 대체 소재로서의 가능성을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제26권5호
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• pp.315-321
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• 2013

본 연구에서는 탄소재료의 우수한 열적 특성을 이용하여 에폭시 수지의 열전도도 특성을 향상시키기 위해 Pitch 탄화유리섬유를 제조하고 산처리 기능화 방법을 수행하여 형태학적, 기계적, 및 열전도 특성을 관찰하였다. 그 결과, 산처리 기능화된 Pitch 탄화유리섬유는 에폭시 수지 내에서 분산성 및 계면결합력이 향상됨에 따라 기계적 물성 및 열전도 특성이 증가함을 확인하였다. 특히, Pitch 탄화유리섬유 복합재료 내의 Pitch 탄화유리섬유의 함량이 증가함에 따라 기계적 물성 및 열전도 특성이 증가하여, 탄소섬유 복합재료보다 기계적 물성은 10%, 열전도 특성은 150% 향상됨을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 제조된 Pitch 탄화유리섬유의 우수한 구조배향성 및 계면결합력은 에폭시수지내의 분산성을 향상시키고 열전도성 경로를 형성하여 에폭시수지의 우수한 기계적 및 열전도 특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.116-121
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• 2019

Hexagonal boron nitride particles (s-hBN) modified with 3-aminopropyl triethoxysilane (APTES) were used for the preparation of silicone composite materials. The microstructure of the composite materials was observed, and the thermal conduction and mechanical characteristics of the composite sheets were studied based on the compositions and microstructures. When a small amount of s-hBN particles was used, the thermal conductivity of the composite improved as a whole, and the tensile strength of the sheet also increased. The thermal conductivity and tensile strength of the composite in which a small amount of carbon fiber was added along with s-hBN were further improved. However, the use of carbon nanotubes with structural characteristics similar to those of carbon fiber resulted in lower thermal conductivity and tensile strength. Elastic silicone composites exhibiting 2.5 W/mK of thermal conductivity and a low hardness are expected to be used as thermally conductive interfacial sheet materials.

• Composites Research
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• 제29권3호
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• pp.104-110
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• 2016

본 논문은 층간 삽입 반응을 이용하여 그래핀을 박리하는 동시에 탄소나노튜브를 개별 분산시키고 이를 복합 필름으로 제조한 결과를 보고한다. 일반적으로 그래핀과 탄소나노튜브의 경우 흑연과 탄소나노튜브 번들로부터의 개별적 박리를 통해 제조될 수 있으나 장시간의 공정 시간을 요구하게 된다. 본 연구에서는 그래핀과 탄소나노튜브의 동시 박리 및 분산을 위해 흑연 및 탄소나노튜브 번들 내로 포타슘 소듐 타르트레이트를 삽입했으며 XRD 분석을 통해 흑연 층간 거리 및 탄소나노노튜브 번들 내 거리의 증가를 확인했다. 제조된 층간삽입화합물로부터 박리된 그래핀 및 탄소나노튜브의 경우 매우 낮은 산화도(< 8.3 at%)를 나타냈으며 제조된 물질을 여과 장치 및 스프레이 전사를 통해 복합 필름으로 제조한 결과 그래핀 및 탄소나노튜브의 단일 필름에 대비하여 복합 필름의 경우 전도성의 향상을 보였다.

• 폴리머
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• 제37권6호
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• pp.722-729
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• 2013

Poly(dimethyl siloxane)(PDMS, 실리콘 고무)의 열전도도 향상을 위하여 보론 나이트라이드과 탄소나노튜브를 열전도성 충전제로 사용하였다. 보론 나이트라이드의 함량은 0에서 100 phr로 증가시켰으며, 탄소나노튜브의 함량은 보론 나이트라이드의 함량을 100 phr로 고정시킨 상태에서 0에서 4 phr로 증가시켰다. 실리콘 고무 복합재료의 열전도도는 보론 나이트라이드 함량의 증가에 따라 증가하였으나, 탄소나노튜브를 추가로 첨가하더라도 열전도도 향상에 대한 효과는 미미하였다. 100 phr 함량의 보론 나이트라이드 함량에 탄소나노튜브를 충전 시 복합재료의 열분해가 가속화되는 예상치 못한 결과를 얻었다. 이를 해석하기 위하여 Horowitz-Metzger 방법을 이용하여 열분해 활성화 에너지를 계산하였다. 또한 보론 나이트라이드/탄소나노튜브가 충전된 실리콘 고무 복합재료의 경화거동, 전기저항 및 기계적 물성을 연구하였다.

• 접착 및 계면
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• 제11권4호
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• pp.174-180
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• 2010

다중벽탄소나노튜브를 표면처리하여 polymethylmethacrylate (PMMA) 기재에 첨가하여 제조한 고분자 복합재료에서 탄소나노튜브의 표면처리가 계면 및 열전도도에 미치는 효과를 고찰하였다. Coagulation 방법과 atomic transfer radical polymerization (ATRP) 방법을 사용하여 탄소나노튜브를 표면 처리 하여 사용하였으며, ATRP 방법을 적용하여 제조한 복합재료는 coagulation 방법을 사용하여 제조한 복합재료보다 높은 열전도도와 투과도를 가졌다. 순수 PMMA의 열전도도가 0.21 W/mK인데 비하여 ATRP 방법으로 처리한 1 wt%의 탄소나노튜브를 첨가하였을 경우 0.38 W/mK로 열전도도가 향상되었다. 탄소나노튜브와 PMMA기재의 계면을 주사전자현미경을 이용하여 관찰한 결과 탄소나노튜브의 표면처리에 의해 기재 내에 분산이 향상되고 고분자기재-탄소나노튜브 계면에서의 접촉이 용이해져 포논산란이 감소되어 광 투과성을 가지면서 열전도도가 향상된 것으로 보인다.