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단일벽탄소나노튜브/에폭시 프리프레그와 이를 이용한 복합체 제작 및 물성 고찰
구민예,이교우,김원석 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.0
유연성, 전도성을 가지며 가벼운 소재인 단일벽 탄소나노튜브(SWNTs)/에폭시 복합체를 제작하기 위해 진공배깅(vacuum bagging) 성형방법으로 SWNTs/에폭시 프리프레그를 제작하였다. 진공배깅 성형방법으로 반경화상태인 에폭시 레진과 SWNTs sheets를 85 C에서 40분 동안 진공배깅 성형방법으로 처리하여, 레진을 SWNTs sheets로 함침시켜 SWNTs/에폭시 프리프레그를 만들었다. 반경화상태인 SWNTs/에폭시 프리프레그는 적층할 수 있으며, 다양한 형상으로 성형 후 완전경화 시킬 수 있었다. 시편의 비교를 위해, 프리프레그를 10장까지 적층하였다. SWNTs의 함유량을 계산하기 위해 TGA를 시행하였고, 기계적, 전기적 물성을 고찰하기 위해 인장강도 및 전기전도도를 측정하였다.
아라미드 나노섬유로 강화된 탄소섬유 강화 복합재료의 동적 기계적 특성 분석
구민예(MinYe Koo),양철민(Cheol-Min Yang),이교우(GyoWoo Lee) 대한기계학회 2018 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2018 No.12
In this study, CFRPs (carbon fiber reinforced plastic) reinforced with ANFs (aramid nanofibers) were fabricated to investigate the dynamic mechanical analysis (DMA). Also, CFRPs reinforced with MWCNTs (multi-walled carbon nanotubes) were produced to be compared for filler effects in the composites. Those nano filler reinforced CFRPs were made by a hand-ray up method and vacuum bagging process. Through the tan δ of DMA, the damping property was evaluated. CFRPs reinforced with ANFs showed a higher tan δ than the neat CFRP by the effect of boundary sliding (filler-filler) and interfacial sling (filler-matrix). Improving damping property from tan δ results was expected to lead the energy dissipation when the external force was applied.
탄소나노튜브로 강화된 에폭시 복합재료의 기계적 물성과 열팽창 계수 측정
구민예(Min Ye Ku),김정현(Jung Hyun Kim),강희용(Hee Yong Kang),이교우(Gyo Woo Lee) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.5
에폭시 수지에 다중벽 탄소나노튜브를 첨가하여 초음파 처리와 전단혼합 방법으로 분산시켜 다중벽 탄소나노튜브로 강화된 에폭시 복합재료를 제조하였으며, 에폭시 수지 내 다중벽 탄소나노튜브의 분산 적정성을 판단하고 기계적 및 열적 물성을 고찰하였다. 충전재 분산에 대한 평가를 위해 정성적인 방법으로 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 이미지를 사용하였고, 정량적인 판단을 위해 인장실험을 실시하였다. 또한, 열적 특성을 평가하기 위해 열팽창계수(coefficient of thermal expansion, CTE)를 측정하였다. 주사전자현미경 사진 및 인장 강도와 영률(Young’s modulus)의 작은 편차를 통해서 다중벽 탄소나노튜브가 에폭시 수지 내에 적절히 분산되었음을 확인하였다. 충전재 함량에 따라 인장 강도와 영률이 증가함을 보였고 열팽창계수 측정에서는 열안정성 개선을 고찰하였다. By using shear mixing and ultrasonication, we fabricated specimens of well-dispersed multi-walled carbon nanotube composites. To confirm the proper dispersion of the filler, we used scanning electron microscopy images for quantitative evaluation and a tensile test for qualitative assessment. Furthermore, the coefficients of thermal expansion of several specimens having different filler contents were calculated from the measured thermal strains and temperatures of the specimens. Based on the microscopy images of the well-dispersed fillers and the small deviations in the measurements of the tensile strength and stiffness, we confirmed the proper dispersion of nanotubes in the epoxy. As the filler contents were increased, the values of tensile strength increased from 58.33 to 68.81 MPa, and those of stiffness increased from 2.93 to 3.27 GPa. At the same time, the coefficients of thermal expansion decreased. This implies better thermal stability of the specimen.
탄소나노튜브 복합재료의 기계적 물성과 열팽창 계수 측정
구민예(Min Ye Ku),김정현(Jung Hyun Kim),이교우(Gyo Woo Lee) 대한기계학회 2012 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2012 No.11
In this study, with using the shear mixing and ultrasonication we fabricated the specimens of well-dispersed multi-walled carbon nanotube composites. To confirm the proper dispersion of the filler we used the images of scanning electron microscope for the quantitative evaluation and the tensile test for the qualitative assessment. Also, the coefficients of thermal expansion of several specimens having varied filler contents were calculated from the measured thermal strains and temperatures of the specimens. Based on the microscope images of well dispersed fillers and the small deviations of measurements of tensile strength and stiffness, we confirmed the proper dispersion of nanotubes in the epoxy. As the filler contents were raised, values of tensile strength increased from 58.33 to 68.81 ㎫, and those of stiffness increased from 2.93 to 3.27 ㎬. The case of 0.6 wt% filler content has the highest tensile strength. While, the coefficients of thermal expansion were lowered as the filler contents were raised. That means the better thermal stability of the specimen.
단일벽 탄소나노튜브/아라미드 나노섬유 복합재료 필름의 열전도 특성에 대한 연구
구민예(Min Ye Koo),강희용(Hee-Yong Kang),이교우(Gyo Woo Lee) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.6
본 연구에서는 단일벽 탄소나노튜브 (SWCNTs)/ 아라마드 나노섬유 (ANFs) 복합재료 필름을 제작하여, 열전도성 복합재료의 열적 특성에 대해 연구하였다. 대표적인 비절연재료 SWCNTs와 절연재료인 ANFs의 함유량 제어를 통해, 각각 절연성/비절연성 특성을 지니는 두 종류의 열전도 복합재료를 제작하였으며, 이에 따른 열전도 특성 연구를 위해 열유속 (heat flux, W/m2)을 계산하였다. 열유속 계산에 필요한 열전도도 (thermal conductivity, W m-1K-1)와 길이에 따른 온도구배를 측정하였고, 열원에 따른 열유속 또한 계산되었다. 이를 위해, 열원(W)은 Joule Heating방법으로 제어하였으며 열전도도 측정은 LFA (laser flash analysis), 길이에 따른 온도구배 측정은 Keysight 34970A로 각각 측정하였다. 위 결과를 통해, 열원에 따른 절연성/비절연성 특성을 가지는 복합재료의 열전도 특성을 비교하였다.
에폭시 복합재료의 강화에 사용된 탄소나노튜브의 분산 개선에 미친 전단혼합의 영향
구민예(Ku, Min Ye),이교우(Lee, Gyo Woo) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.10
본 연구는 전단혼합과 초음파 처리를 통해 충전재의 분산을 증대시켜 복합재료 시편을 만들고, 분산의 적정 성을 판단하기 위해서 주사전자현미경 이미지를 이용하며, 인장실험을 통해 기계적 물성치를 측정하고 고찰하였다. 초음파 처리와 전단혼합 시간 증가를 통해서 개선된 공정으로 만들어진 시편의 경우, 충전재 분산에 대한 정성적인 평가인 SEM 이미지와 정량적인 평가인 인장시험 데이터의 상호 보완을 통해 충전재의 복합재료 수지 내에서의 적절 한 분산 여부를 판단할 수 있었다. 인장강도의 측정 결과에서는 충전재가 함유된 모든 시편이 Pure Epoxy 시편 보다 높은 인장 강도를 보였는데, 충전재 0.6wt%에서 가장 높은 인장강도 값을 나타냈다. 0.9wt%와 1.2wt% 시편은 Pure Epoxy 시편보다는 인장강도가 증가하였지만 0.6wt% 시편보다 작은 값을 보였다. 인장강성 측정 결과는 충전재의 함 유량이 높아질수록 증가하는 결과를 보였다. In this article, the effects of shear mixing on the dispersion improvement of the carbon nanotube fillers in epoxy composites were studied. Through the scanning electron microscope images showing the quantitative results and the tensile tests giving the qualitative data, we can see the dispersion improvement of the fillers. The composite specimen containing 0.6 wt% fillers shows the biggest value of tensile strength. For the tensile stiffness, the specimens containing more filler have the larger values of tensile stiffness.
열원의 대칭 배열에 따른 압출형 히트싱크의 방열성능 연구
구민예(Min Ye Ku),신헌충(Hon Chung Shin),이교우(Gyo Woo Lee) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集B Vol.40 No.2
본 연구는 실험적인 방법과 열유동 해석 방법을 사용하여 대용량 압출형 히트싱크의 방열성능에 미치는 열원 대칭배열의 영향을 고찰하고, 이를 바탕으로 제조원가가 낮은 고효율의 히트싱크를 제안하고자 한다. 실험결과를 통해서 유사한 유효 유동단면적을 가지는 경우에 히트싱크의 전열면적이 방열성능에 큰 영향을 줌을 확인할 수 있었으며, 히트싱크의 양면 모두를 이용하는 방열이 훨씬 효과적인 방열이 가능함을 알 수 있었다. 또한, 대칭으로 열원을 배치한 경우가 비대칭 배치보다 효율적으로 방열됨을 알 수 있었다. 해석연구의 결과를 통해서는 실험결과와 정성적으로는 유사한 경향을 확인할 수 있었으며, 실험연구에서 확인하지 못한 질량유량별 및 투입열량별 추이, 단면과 양면 사용의 정량적 비교 등이 가능하였다. In this study we investigated the effects of symmetrically arranged heat sources on the heat release performances of extruded-type heat sinks through experiments and thermal fluid simulations. Also, based on the results we suggested a high-efficiency and cost-effective heat sink for a solar inverter cooling system. In this parametric study, the temperatures between heaters on the base plate and the heat release rates were investigated with respect to the arrangements of heat sources and amounts of heat input. Based on the results we believe that the use of both sides of the heat sink is the preferred method for releasing the heat from the heat source to the ambient environment rather than the use of a single side of the heat sink. Also from the results, it is believed that the symmetric arrangement of the heat sources is recommended to achieve a higher rate of heat transfer. From the results of the thermal fluid simulation, it was possible to confirm the qualitative agreement with the experimental results. Finally, quantitative comparison with respect to mass flow rates, heat inputs, and arrangements of the heat source was also performed.