알루미늄은 낮은 밀도와 우수한 열적 특성을 가지며 경제성 또한 높아 히트 싱크, 히트 파이프 등의 방열 장치에 가장 널리 이용되는 방열 소재이다. 그러나 낮은 기계적 특성과 구리에 비해 상대적으로 낮은 열전도도로 인하여 나노 탄소 소재와 복합화를 통해 이를 향상시키기 위한 연구가 많이 진행되어 왔다. 나노 탄소 소재는 불안정한 표면으로 인해 쉽게 응집이 발생하여 복합 소재 특성 향상의 한계로 작용한다. 본 연구에서는 ...
알루미늄은 낮은 밀도와 우수한 열적 특성을 가지며 경제성 또한 높아 히트 싱크, 히트 파이프 등의 방열 장치에 가장 널리 이용되는 방열 소재이다. 그러나 낮은 기계적 특성과 구리에 비해 상대적으로 낮은 열전도도로 인하여 나노 탄소 소재와 복합화를 통해 이를 향상시키기 위한 연구가 많이 진행되어 왔다. 나노 탄소 소재는 불안정한 표면으로 인해 쉽게 응집이 발생하여 복합 소재 특성 향상의 한계로 작용한다. 본 연구에서는 산화 그래핀을 알루미늄 입자 표면에 PVA와 EDA를 통한 표면 개질, 그리고 self-assemble 법을 통해 코팅함으로써 알루미늄 기지 소재에 분산성과 계면 특성을 향상시키고자 하였다. Modified Hummer’s 법을 이용해 팽창 흑연으로부터 42 wt.%의 산소 작용기를 가지는 산화 그래핀을 제조하였다. 제조된 산화 그래핀을 알루미늄 입자 표면에 코팅하여 복합 소재 입자를 제조하였고 SPS를 이용해 소결 공정을 거쳐 소결체를 제조하였다. 그리고 제조된 복합 소재 소결체들의 기계적, 열적 특성을 측정 및 비교를 실시하였다. PVA와 EDA를 커플링제로 이용하여 제조된 소결체의 경도는 증가하였으나 열전도도는 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 알루미늄 표면의 산화막과 그래핀 간 낮은 계면 특성으로 인해 감소된 것으로 나타났다. Self-assemble 법을 통해 제조된 소결체는 알루미늄 표면 개질을 통해 제조된 소결체보다 높은 밀도와 경도를 나타내었다. 뿐만 아니라 방열 소재에 중요한 열적 특성인 비열과 열전도도 또한 아무 처리를 거치지 않은 알루미늄 소결체에 보다 높은 결과를 나타냈다. 우리는 연구를 통해 간단한 공정으로 산화 그래핀을 알루미늄 입자 표면에 코팅하였다. 산화 그래핀을 코팅함으로써 분산성이 향상된 벌크 소재를 제조할 수 있으며 분산성 향상으로 인하여 복합 소재의 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
알루미늄은 낮은 밀도와 우수한 열적 특성을 가지며 경제성 또한 높아 히트 싱크, 히트 파이프 등의 방열 장치에 가장 널리 이용되는 방열 소재이다. 그러나 낮은 기계적 특성과 구리에 비해 상대적으로 낮은 열전도도로 인하여 나노 탄소 소재와 복합화를 통해 이를 향상시키기 위한 연구가 많이 진행되어 왔다. 나노 탄소 소재는 불안정한 표면으로 인해 쉽게 응집이 발생하여 복합 소재 특성 향상의 한계로 작용한다. 본 연구에서는 산화 그래핀을 알루미늄 입자 표면에 PVA와 EDA를 통한 표면 개질, 그리고 self-assemble 법을 통해 코팅함으로써 알루미늄 기지 소재에 분산성과 계면 특성을 향상시키고자 하였다. Modified Hummer’s 법을 이용해 팽창 흑연으로부터 42 wt.%의 산소 작용기를 가지는 산화 그래핀을 제조하였다. 제조된 산화 그래핀을 알루미늄 입자 표면에 코팅하여 복합 소재 입자를 제조하였고 SPS를 이용해 소결 공정을 거쳐 소결체를 제조하였다. 그리고 제조된 복합 소재 소결체들의 기계적, 열적 특성을 측정 및 비교를 실시하였다. PVA와 EDA를 커플링제로 이용하여 제조된 소결체의 경도는 증가하였으나 열전도도는 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 알루미늄 표면의 산화막과 그래핀 간 낮은 계면 특성으로 인해 감소된 것으로 나타났다. Self-assemble 법을 통해 제조된 소결체는 알루미늄 표면 개질을 통해 제조된 소결체보다 높은 밀도와 경도를 나타내었다. 뿐만 아니라 방열 소재에 중요한 열적 특성인 비열과 열전도도 또한 아무 처리를 거치지 않은 알루미늄 소결체에 보다 높은 결과를 나타냈다. 우리는 연구를 통해 간단한 공정으로 산화 그래핀을 알루미늄 입자 표면에 코팅하였다. 산화 그래핀을 코팅함으로써 분산성이 향상된 벌크 소재를 제조할 수 있으며 분산성 향상으로 인하여 복합 소재의 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
Aluminum (Al) is the most widely used heat dissipation material for heat dissipation devices such as heat sinks and heat pipes due to its low density, excellent thermal properties, and high economical efficiency. However, due to the low mechanical properties and relatively low thermal conductivity c...
Aluminum (Al) is the most widely used heat dissipation material for heat dissipation devices such as heat sinks and heat pipes due to its low density, excellent thermal properties, and high economical efficiency. However, due to the low mechanical properties and relatively low thermal conductivity compared to copper, researches have been conducted to improve these properties by combining with nano carbon materials. Nano carbon materials easily aggregate due to the unstable surface, which limits the improvement of composite material properties. In this study, the graphene oxide (GO) was coated on Al surface by surface modifications of aluminum with PVA, EDA and self-assemble method to improve the dispersibility and interfacial properties of Al matrix. GO with 42 wt.% of oxygen functional groups was prepared from an expanded graphite using modified Hummer's method. The prepared GO was coated on the surface of Al particles by PVA, EDA, and self-assemble method, respectively, to prepare composite particles, and the pellets was manufactured by using SPS. Then the mechanical and thermal properties of the sintered composite were measured and compared. Although the hardness of the sintered pellets synthesized using PVA and EDA as a coupling agent increased, the thermal conductivity tended to decrease. This was reduced due to the low interface bonding between the oxide layer of Al and graphene on the Al surface. The sintered composites manufactured by the self-assemble method showed higher density and hardness than the compoties manufactured by the Al/G with surface modification. In addition, specific heat and the thermal conductivity, which are important thermal properties for heat dissipating materials, showed higher values than pristine sintered Al. In present study, we coated GO on the surface of Al particles using a simple process. By coating GO, a bulk material having an improved dispersibility can be manufactured. Due to the improved dispersibility of the graphene it can further improve the properties of the composite materials.
Aluminum (Al) is the most widely used heat dissipation material for heat dissipation devices such as heat sinks and heat pipes due to its low density, excellent thermal properties, and high economical efficiency. However, due to the low mechanical properties and relatively low thermal conductivity compared to copper, researches have been conducted to improve these properties by combining with nano carbon materials. Nano carbon materials easily aggregate due to the unstable surface, which limits the improvement of composite material properties. In this study, the graphene oxide (GO) was coated on Al surface by surface modifications of aluminum with PVA, EDA and self-assemble method to improve the dispersibility and interfacial properties of Al matrix. GO with 42 wt.% of oxygen functional groups was prepared from an expanded graphite using modified Hummer's method. The prepared GO was coated on the surface of Al particles by PVA, EDA, and self-assemble method, respectively, to prepare composite particles, and the pellets was manufactured by using SPS. Then the mechanical and thermal properties of the sintered composite were measured and compared. Although the hardness of the sintered pellets synthesized using PVA and EDA as a coupling agent increased, the thermal conductivity tended to decrease. This was reduced due to the low interface bonding between the oxide layer of Al and graphene on the Al surface. The sintered composites manufactured by the self-assemble method showed higher density and hardness than the compoties manufactured by the Al/G with surface modification. In addition, specific heat and the thermal conductivity, which are important thermal properties for heat dissipating materials, showed higher values than pristine sintered Al. In present study, we coated GO on the surface of Al particles using a simple process. By coating GO, a bulk material having an improved dispersibility can be manufactured. Due to the improved dispersibility of the graphene it can further improve the properties of the composite materials.
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