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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.
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.
구민예(Min Ye Ku),김정현(Jung Hyun Kim),김쾌만(Que Man Kim),이성기(Sung-Ki Lee),강희용(Hee Yong Kang),이교우(Gyo Woo Lee) 대한기계학회 2012 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2012 No.11
In this numerical study, we investigated the performance of heat sink used in the inverter of industrial generator. The heat release performance was evaluated with heat input from the heat source, air flowrate of the fan, and ambient air temperature. We set the standard condition on the basis of regular power consumption of chips in the inverter as a 100% heat input, an actual operating flowrate of the fans, ambient air temperature of 298K, and 6 ㎜ spacing between fins. Heat inputs to the heat sink were varied from 100 to 50 % of standard condition. But the portion of heat release thru the heat sink, 89.8%, remains almost the same for the three cases, 100, 75, 50% heat inputs. The other 10.2% of heat was release to ambient thru the natural convection and radiation transfer. While, we changed the air flowrate to the heat sink as 75, 100, and 125%, and the portions of heat release thru the heat sink were 87.7, 89.8, and 91.2%, respectively. Also, the temperature of air flow into the heat sink was varied. In case of 293K, the heat release portion was almost same as that of the standard case, 298K. But the case of 303K, 5K higher than the standard condition, the portion of heat release thru the heat sink was 4% lower than that of standard condition.