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탄소나노혼이 첨가된 비스무스 안티몬 텔루라이드 기반 복합소재의 Power Factor 향상 연구
김지훈,김융암,양철민 한국물리학회 2020 새물리 Vol.70 No.3
Bismuth antimony telluride (BST), which was commercialized as a thermoelectric material for application in the low temperature range of less than 500 K, has been actively researched. Among the various methods for increasing the thermoelectric performance of BST, an approach to improving the power factor by adjusting the electrical conductivity and the Seebeck coefficient has been proposed. Nanostructured carbon materials with excellent electrical conductivity to enhance the power factor can be expected to exhibit excellent thermoelectric performance when the carrier concentration and the carrier mobility are controlled. Among these nanostructured carbon materials, single-walled carbon nanohorns (SWCNHs) with sea-urchin-like aggregates of approximately 100 nm in diameter have high dispersibility in various solvents and matrix materials, which is advantageous for manufacturing composites and improving electrical characteristics. The highest power factor of (3.96 mW m 1K 2) which was 1.4 times higher than that of pure BST (2.83 mW m 1K 2) was obtained from the BST/SWCNHs composite with a content of 0.5 wt% SWCNHs. The use of a nanostructured SWCNH filler improved the electrical properties and thereby enhanced the thermoelectric effect. 500 K 미만의 저온 영역 대에서 열전소재로 상용화된 비스무스 안티몬 텔루라이드 (bismuth antimony telluride; BST) 는 가장 활발한 연구가 이루어지고 있는 열전소재이다. 우수한 효율의 열전소자를 제작하기 위해 열전 특성을 향상시키는 다양한 방법 중 열전소재의 전기전도도를 조절하여 power factor 를 향상시키는 방법이 있다. 나노탄소소재 (nanocarbon material)는 우수한 전기전도도를 가지고 있어, BST 소재와 복합화 할 경우 전하 농도 (carrier concentration) 및 전하 이동도 (carrier mobility) 의조절이 가능하다. 본 연구에서는 나노탄소소재 중에서 다양한 용매나 복합소재 내에서 우수한 분산성을보이고 직경이 약 100 nm의 성게형 번들 구조를 갖는 소재인 단일벽 탄소나노혼 (single-walled carbon nanohorns; SWCNHs)을 BST에 첨가하여, 우수한 전기전도성의 BST-SWCNHs 복합소재를 제조하고이에 따른 열전 특성을 평가하였다. BST-SWCNHs (0.5 wt%) 복합소재에서 3.96 mW m 1K 2 의 가장높은 power factor를 얻을 수 있었고, 이는 순수한 BST (2.83 mW m 1K 2) 보다 1.4 배 향상된 값이다.
석유피치 재활용 탄소섬유를 혼입한 모르타르의 인장 특성
이인규,이준석,김진희,김융암,김우,Rhee, Inkyu,Lee, Jun Seok,Kim, Jin Hee,Kim, Yoong Ahm,Kim, Woo 한국자원리싸이클링학회 2017 資源 리싸이클링 Vol.26 No.6
피치계 탄소섬유를 함유한 모르타르의 직접인장강도는 평균압축강도의 1/27~1/22에 해당하였다. 동일 양의 PAN계 탄소섬유를 함유한 모르타르의 직접인장강도가 1/15임에 비하여, 낮은 수준으로 나타났다. 이 때, 무보강 기준시편의 직접인장강도는 1/29 수준이었다. 피치계 탄소섬유를 함유한 모르타르의 휨인장강도는 평균압축강도에 비해, 약 1/12 수준으로 나타났고, PAN계 탄소섬유를 함유한 모르타르와 무보강 모르타르는 각각 1/10, 1/13.5의 수준으로 나타났다. 피치계 탄소섬유를 혼입한 모르타르의 인장성능은 무보강 모르타르와 PAN계 탄소섬유를 혼입한 모르타르의 중간 수준으로 나타났다. The direct tensile strength of the mortar specimen containing pitch-based carbon fiber was ranged between 1/27~1/22 as compared to the average compressive strength of mortar. It was found that the direct tensile strength of the mortar containing the same amount of PAN-based carbon fiber was around 1/15. While the case of the control specimen without the carbon fiber was around 1/29. One the other hands, the flexural tensile strength of the mortar containing pitch-based carbon fibers was about 1/12 as compared to the average compressive strength. In case of the mortar specimen with PAN-based carbon fiber and control mortar were 1/10 and 1/13.5, respectively. The tensile performance of the mortar with pitch-based carbon fiber was found to be intermediate between control mortar and the reinforced mortar incorporated with the PAN-based carbon fiber.
PVDF를 포함한 고분자 블렌드의 전기방사와 유변학적 특성 분석
윤병욱,송예은,김보경,주양율,김융암,이두진 한국섬유공학회 2022 한국섬유공학회지 Vol.59 No.6
The electro-spinnability of poly(vinylidne fluoride) (PVDF) solutions vary basedon the characteristics of the blended additives and solutions. In this study, we preparedPVDF-based polymer blends comprising of poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)(PVDF-HFP), thermoplastic polyurethane (TPU), and carbon black nanoparticles. Theelectro-spinnability of PVDF nanofibers at different polymer concentrations was analyzedusing the storage to loss moduli ratio known as the Cole-Cole plot. In addition, the vanGurp–Palmen plot, comprising of the complex modulus and phase angle, was used todescribe the polymer network behavior in the PVDF solutions.