[논문]불소화 메조페이스 핏치로 제조된 그라파이트 폼의 물리/화학적 특성

김지현; 김도영; 이형익; 이영석

doi:10.9713/kcer.2016.54.6.830

불소화 메조페이스 핏치로 제조된 그라파이트 폼의 물리/화학적 특성
Physical-Chemical Properties of Graphite Foams Produced with Fluorinated Mesophase Pitch 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.54 no.6, 2016년, pp.830 - 837

김지현 (충남대학교 정밀응용화학과) , 김도영 (충남대학교 정밀응용화학과) , 이형익 (국방과학연구소) , 이영석 (충남대학교 정밀응용화학과)

초록
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그라파이트 폼의 압축강도를 향상시키기 위하여 메조페이스 핏치를 공기분위기에서 산화안정화 한 후 다양한 불소 부분압으로 처리하였다. 불소화 처리된 메조페이스 핏치의 불소/탄소 표면화학 조성은 불소 부분압에 따라서 약 23.75%~61.48%의 범위를 가진다. 불소화 메조페이스 핏치기반 그라파이트 폼의 압축강도는 겉보기 밀도의 증가에 비례하여 증가되었다. 불소/탄소 표면화학 조성이 35.93%의 값을 갖는 메조페이스 핏치로부터 제조된 그라파이트 폼의 압축강도는 최대 $2.93{\pm}0.06MPa$의 값을 보여 주었으며, 이 값은 미처리된 메조페이스 핏치로부터 제조된 그라파이트 폼과 비교하여 27.95% 증가되었다. 이러한 결과는 표면에너지가 큰 불소 작용기로 인한 메조페이스 핏치간의 계면결합력이 그 압축강도를 증가시켰기 때문으로 여겨진다.

Abstract ▼ AI-Helper

In order to improve the compressive strength of graphite foams (GFms), mesophase pitch (MP) was stabilized in air atmosphere and then fluorinated at different conditions. The Fluorine/Carbon (F/C) in surface-chemical contents of fluorinated MP has range of 23.75%~61.48% according to the different fluorine partial pressure. The compressive strengths of GFms prepared from fluorinated MP were increased in proportion to the apparent densities. The compressive strength of the GFm produced from MP with 35.93% of F/C (%) showed maximum value in $2.93{\pm}0.06MPa$, which was increased up to 27.95% than that of the GFm prepared from un-fluorinated MP. This result was attributed that the interface bonding between of MPs due to fluorine functional groups with high surface energy helped to improve compressive strength of the GFm.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서 그라파이트 폼은 압축강도를 향상시키기 위하여 표면에너지가 높은C-F반공유결합 구조의 불소 작용기가 처리된 메조페이스 핏치를 polyvinyl alcohol-acrylic acid (PVA-AAc) 용액에 첨가한 후 열처리를 통하여 제조하고, 불소화 처리가 그라파이트 폼의 물리/화학적 특성에 미치는 효과를 고찰하고자 한다.
2에 나타내었다. 탄소 폼은 메조페이스 핏치의 불소화 정도에 따라 다양한 부피로 얻어졌으며, 불소화된 메조페이스 핏치간의 계면에서의 결합정도를 얻어진 탄소 폼의 부피를 통하여 확인하고자 하였다. 탄소 폼의 부피는 CMPi, CMPi-0.

제안 방법

PVA 용액을 제조하기 위하여 PVA (6 g)와 1 M NaOH 용액(52 mL)을 삼각플라스크에 넣은 후 PVA가 NaOH 용액에 완전히 녹을 때까지 10 min 동안 140℃에서 교반을 실시하였다. 이후 제조된 고분자 용액을 실온까지 식힌 후, AAc (15 mL), GA (1 mL), EGDMA (1.
불소화 정도에 따른 메조페이스 핏치의 화학 표면 조성 변화를 알아보고자 X-ray photoelectron spectra (XPS, MultiLab 2000 spectrometer, Thermo Electron Corporation, UK)을 사용하여 평가 하였다. 그라파이트 폼의 셀의 크기 및 그 표면형상을 관찰하기 위하여 전계방사주사현미경(field-emission scanning electron microscopy, FE-SEM, Hitachi, S-4700)을 사용하여 관찰하였다. 불소화된 메조페이스 핏치로부터 얻어진 그라파이트 폼의 결정 구조를 확인하기 위하여 X-선 회절(X-ray differaction, XRD, Rigaku, D/MAX-2200 Ultima/PC)을 사용하여 관찰하였다.
그라파이트 폼의 진밀도를 측정하기 위하여 헬륨 분위기하에서 자동진밀도 측정기(automatic gas pycnometer, Quantachrome/Ultrapycnometer 1200e)를 사용하여 분석하였으며, 그라파이트폼의 압축강도를 분석하기 위하여 샘플크기 3×3×3 mm³으로 마이크로 재료 시험기(micro material tester (INSTRON 5848, 500N)를 사용하여 관찰하였다. 그라파이트 폼의 압축강도는 세 번 반복으로 측정되었으며, 그 값을 평균하여 사용하였다. 그라파이트 폼의 열전도도는 샘플 크기 12.
그라파이트 폼의 압축강도를 향상시키기 위하여 메조페이스 핏치를 공기분위기에서 산화안정화 한 후 다양한 불소 부분압으로 처리하였다. 불소 부분압 0.
그라파이트 폼의 진밀도를 측정하기 위하여 헬륨 분위기하에서 자동진밀도 측정기(automatic gas pycnometer, Quantachrome/Ultrapycnometer 1200e)를 사용하여 분석하였으며, 그라파이트폼의 압축강도를 분석하기 위하여 샘플크기 3×3×3 mm3으로 마이크로 재료 시험기(micro material tester (INSTRON 5848, 500N)를 사용하여 관찰하였다.
그러나 불소 작용기가 이온성 및 반 공유결합 구조로 나타나게 되면 친수성이 다소 증가되어[26] 불소 처리된 물질의 표면에너지를 증가시킴으로써 계면결합력을 높일 수 있다. 따라서, 본 실험에서는 XPS 분석을 이용하여 메조페이스 핏치의 불소반응 여부와 형성된 불소 작용기의 형태를 확인하였으며, 불소화된 메조페이스 핏치의 각 피크별 원소함량 데이터를 Table 1에 정리하여 나타내었다. Table 1에서 알 수 있듯이, C1s, O1s 및 F1s의 피크는 각각 284.
48%까지 증가되었음을 확인할 수 있었다. 또한 불소화 메조페이스핏치의불소작용기의함량및결합구조를 C1s 피크분석을 통하여해석하였으며, 이를 각각 Fig. 1과 Table 2에 나타내었다. 불소 처리되지 않은 메조페이스 핏치인 OMP의 C1s 피크는 C-C(sp²), C-C(sp³), C-O 및 C=O로 구성되어 있는데, 불소화 메조페이스 핏 치인 MP-0.
메조페이스핏치의 불소화정도가 그라파이트 폼의물성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 불소화된 메조페이스 핏치의 표면 분석을 실시하였다. 일반적으로, 불소 작용기는 소수성이 강하며 다른 물질에 표면처리 되었을 때 초발수성을 갖도록 하는 기술로서 많은 연구가 진행되어왔다[23-25].
안정화된 메조페이스 핏치(oxidized mesophase pitch, OMP)(10 g)를 니켈 보트에 담은 후 불소화 반응기에 넣었다. 불소화 반응기의 불순물을 제거하기 위하여 불소화 반응기는 초순수 질소가스와 진공펌프를 이용하여 두 번의 가스제거가 실시되었다. 안정화 반응된 메조페이스 핏치의 불소화 반응은 불소와 질소가스를 사용하여 다양한 불소 부분압(F₂:N₂=0.
불소화 정도에 따른 메조페이스 핏치의 화학 표면 조성 변화를 알아보고자 X-ray photoelectron spectra (XPS, MultiLab 2000 spectrometer, Thermo Electron Corporation, UK)을 사용하여 평가 하였다. 그라파이트 폼의 셀의 크기 및 그 표면형상을 관찰하기 위하여 전계방사주사현미경(field-emission scanning electron microscopy, FE-SEM, Hitachi, S-4700)을 사용하여 관찰하였다.
22 (w/w)가 첨가되었다. 불소화된 메조페이스 핏치가 첨가된 혼합물 용액을 알루미나 컵(지름: 6 cm, 높이: 5.5 cm)에 넣고 이를 9 h 동안 60℃에서 경화반응을 진행하였다. 불소화된 메조페이스 핏치 가 첨가된 하이드로 겔을 140℃에서 13 h 동안 건조하였다.
그라파이트 폼의 셀의 크기 및 그 표면형상을 관찰하기 위하여 전계방사주사현미경(field-emission scanning electron microscopy, FE-SEM, Hitachi, S-4700)을 사용하여 관찰하였다. 불소화된 메조페이스 핏치로부터 얻어진 그라파이트 폼의 결정 구조를 확인하기 위하여 X-선 회절(X-ray differaction, XRD, Rigaku, D/MAX-2200 Ultima/PC)을 사용하여 관찰하였다. 그라파이트 폼의 진밀도를 측정하기 위하여 헬륨 분위기하에서 자동진밀도 측정기(automatic gas pycnometer, Quantachrome/Ultrapycnometer 1200e)를 사용하여 분석하였으며, 그라파이트폼의 압축강도를 분석하기 위하여 샘플크기 3×3×3 mm³으로 마이크로 재료 시험기(micro material tester (INSTRON 5848, 500N)를 사용하여 관찰하였다.
불소화된 메조페이스 핏치로부터 얻어진 탄소 폼을 2,700 ℃에서 흑연화 반응을 통하여 그라파이트 폼을 제조하였으며, 그 결정구조를 XRD를 사용하여 분석하였다. XRD를 통해 분석된 그라파이트 폼의 결정구조 피크가 확연히 구분될 수 있도록 y축을 로그함수로 표현하여 이를 Fig.
PVA 용액을 제조하기 위하여 PVA (6 g)와 1 M NaOH 용액(52 mL)을 삼각플라스크에 넣은 후 PVA가 NaOH 용액에 완전히 녹을 때까지 10 min 동안 140℃에서 교반을 실시하였다. 이후 제조된 고분자 용액을 실온까지 식힌 후, AAc (15 mL), GA (1 mL), EGDMA (1.5 mL) 및 KPS (2 wt% dissolved in water, 1 mL)를 고분자 용액에 넣고, 3 min 동안 교반을 실시하였다. 불소화된 메조페이스 핏치(26 g)를 제조된 혼합물 용액에 넣고, 메조페이스 핏치가 완전히 혼합되도록 1 h 동안 실온에서 교반을 실시하였다.

대상 데이터

그라파이트 폼을 준비하기 위하여 메조페이스 핏치(mesophase pitch, MP, Mitsubishi gas chemical company, Inc., softening point (SP) 275~295℃)를 전구체로 사용하였다. 하이드로겔을 제조하기 위하여 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA, 98~99%, MW 30,000~50,000, Aldrich, USA) 및 아크릴 산(acrylic acid, AAc, 99%, Aldrich, USA)을 친수성 고분자 및 유기화합물로 각각 사용하였다.
하이드로겔을 제조하기 위하여 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA, 98~99%, MW 30,000~50,000, Aldrich, USA) 및 아크릴 산(acrylic acid, AAc, 99%, Aldrich, USA)을 친수성 고분자 및 유기화합물로 각각 사용하였다. 글루타르 알데히드(glutar aldehyde, GA, 25 wt% dissolved in water, Kanto chemical Co., Inc.) 및 에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트(ethyleneglycol dimethacrylate, EGDMA, 98%, Aldrich, USA)를 고분자 가교제로 사용하였다. 포타슘 펄설페이트(potassium persulfate, KPS, 99%, Aldrich, USA)를 고분자 가교를 위하여 라디칼 개시제로 사용하였다.
) 및 에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트(ethyleneglycol dimethacrylate, EGDMA, 98%, Aldrich, USA)를 고분자 가교제로 사용하였다. 포타슘 펄설페이트(potassium persulfate, KPS, 99%, Aldrich, USA)를 고분자 가교를 위하여 라디칼 개시제로 사용하였다.
, softening point (SP) 275~295℃)를 전구체로 사용하였다. 하이드로겔을 제조하기 위하여 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA, 98~99%, MW 30,000~50,000, Aldrich, USA) 및 아크릴 산(acrylic acid, AAc, 99%, Aldrich, USA)을 친수성 고분자 및 유기화합물로 각각 사용하였다. 글루타르 알데히드(glutar aldehyde, GA, 25 wt% dissolved in water, Kanto chemical Co.

이론/모형

그라파이트 폼의 결정크기는 Scherrer 방정식을 사용해 구하였으며 Scherrer 방정식은 다음 식 (2)과 같다.
그라파이트 폼의 열전도도는 샘플 크기 12.5×12.5×3 mm3로 Xenon flash diffusivity technique를 사용하여 수직방향으로 실온에서 분석되었다.

성능/효과

CMPi의 평균 셀의 크기는 182.74 ± 83.65 μm으로 나타났으며, 불소화된 메조페이스 핏치 기반 탄소 폼인 CMPi-Fs의 셀의 크기는 CMPi-0.05F, CMPi-0.1F, CMPi-0.3F 및 CMPi-0.5F에서 각각 100.30 ± 39.86, 92.85 ± 51.12, 383.00 ± 19.80 및 122.00 ± 9.90 μm으로 얻어졌다.
66%가 감소된 것으로 확인되었다. GMPi-0.1F의 결정두께가 GMPi의 결정두께와 비교하여 2.67 nm까지 감소됨에 따라서 약 8겹의 흑연망면이 감소되었으며, 이러한 결과는 메조페이스 핏치의 결정두께가 불소화 반응을 통한 식각 작용으로 감소됨에 따라 결정구조의 발달에는 효과가 없음을 확인하였다. 따라서 메조페이스 핏치의 불소화 반응은 메조페이스 핏치간의 계면결합력을 증가시켜서 그라파이트 폼의 압축강도의 증가에는 효과적이지만 열전도도에는 효과가 없음을 확인 할 수 있었다.
267 nm으로 나타내었다. GMPi-Fs의 층간간격은 불소 부분압에따라 크게 차이가 나타나지 않는 반면에 그 결정크기는 GMPi와 비교하여 반응하는 불소 부분압이 증가함에 따라서 31.118 nm부터 29.267 nm까지 계속적으로 감소되었으며, GMPi-Fs의 결정두께가 GMPi의 결정두께와 비교하여 2.24부터 4.09 nm까지 감소됨에 따라서 약 7부터 12겹의 흑연망면이 감소된 것으로 관찰되었다. 이러한 결과는 메조페이스 핏치의 불소화 반응을 실온에서 진행함에 따라 불소 작용기가 메조페이스 핏치의 층간간격에 삽입되지 못하였으며, 이를 사용하여 얻어진 그라파이트 폼의 층간 간격은 크게 차이가 나타나지 않는 것으로 관찰되었다.
GMPi의 셀의 크기는 122.35 ± 43.35 μm으로 얻어졌으며, GMPi-Fs의 셀의 크기는 GMPi0.05F, GMPi-0.1F, GMPi-0.3F 및 GMPi-0.5F에서 각각 114.50 ± 14.85, 90.10 ± 18.24, 321.00 ± 48.08 및 114.58 ± 47.68 μm으로 얻어졌다.
GMPi의 압축강도는 0.74 g/cm3의 겉보기 밀도 값을 가질 때 2.29 ± 0.34 MPa로 얻어졌으며, GMPi-0.1F의 압축강도는 0.75 g/cm3의 겉보기 밀도 값을 가질 때 2.93 ± 0.06 MPa으로 얻어졌다.
따라서, 본 실험에서는 XPS 분석을 이용하여 메조페이스 핏치의 불소반응 여부와 형성된 불소 작용기의 형태를 확인하였으며, 불소화된 메조페이스 핏치의 각 피크별 원소함량 데이터를 Table 1에 정리하여 나타내었다. Table 1에서 알 수 있듯이, C1s, O1s 및 F1s의 피크는 각각 284.30, 529.66 및 684.22 eV에서 확인되었으며, 탄소대비 산소함량의 비율인 O/C (%)는 반응하는 불소부분압이 0.05부터 0.5 bar로 증가됨에 따라서 33.73%부터 24.83%까지 감소되었고, 탄소대비 불소함량의 비율인 F/C (%)은 23.75%부터 61.48%까지 증가되었음을 확인할 수 있었다. 또한 불소화 메조페이스핏치의불소작용기의함량및결합구조를 C1s 피크분석을 통하여해석하였으며, 이를 각각 Fig.
7에 나타난 것과 같이 겉보기 밀도가 높으면 정해진 부피 내에 존재하는 탄소질 물질의 양이 더 많아지게 되고 이로 인해, 그 그라파이트 폼의 압축강도가 더 크게 나타나는 경향을 보이는 것으로 판단된다. 결과적으로, GMPi-0.1F의 열전도도는 GMPi와 비교하여 16.66%가 감소되었지만 압축강도는 GMPi와 비교하여 27.95%가 증가된 것으로 확인되었다.
68 μm으로 얻어졌다. 그라파이트 폼의 셀의 크기는 탄소 폼의 셀의 크기와 같은 경향으로 나타남에 따라 GMPi-0.05F 및 GMPi-0.1F의 셀의 크기는 GMPi의 셀의 크기와 비교하여 각각 약 6.42% 및 26.36%으로 감소되었다. 이후 GMPi-0.
그 예로 Li 등은 불소화 핏치가 용융된 메조페이스 핏치에 첨가될 경우 그 표면에너지를 증가시켜서 계면활성제로 작용하는 것을 보여주었다[10]. 그러나 CMPi-0.3F는 C-F 공유결합의 불소 작용기의 함량이 높은 MP0.3F를 사용하여 제조되었으며, 이에 따라 CMPi-0.3F의 부피는 계면결합력의 감소로 인하여 CMPi와 비교하여 오히려 0.14배 증가된 것으로 확인되었다. 기존 논문에서 Kim 등은 탄소나노튜브(carbon nanotubes, CNTs)가 50% 이상의 C-F 공유결합으로 표면처리 되었을 때 그 결정성의 감소를 가져올뿐만 아니라 과불소 탄소나노튜브가 첨가된 그라파이트 폼의 압축강도 값이 계면결합력의 악화로 인하여 감소되는 것을 보여주었다[26,27].
이를 통하여 C-F 반공유결합 구조의 불소 작용기는 표면에너지가 크며, 이러한 작용기가 처리된 메조페이스 핏치간의 증가된 계면결합력이 그 압축강도를 증가시켰기 때문으로 여겨진다. 그러나 GMPi-0.1F의 열전도도는 GMPi의 열전도도와 비교하여 16.66%가 감소된 것으로 확인되었다. GMPi-0.
67 nm까지 감소됨에 따라서 약 8겹의 흑연망면이 감소되었으며, 이러한 결과는 메조페이스 핏치의 결정두께가 불소화 반응을 통한 식각 작용으로 감소됨에 따라 결정구조의 발달에는 효과가 없음을 확인하였다. 따라서 메조페이스 핏치의 불소화 반응은 메조페이스 핏치간의 계면결합력을 증가시켜서 그라파이트 폼의 압축강도의 증가에는 효과적이지만 열전도도에는 효과가 없음을 확인 할 수 있었다.
360 nm으로 얻어졌다. 불소 처리된 메조페이스 핏치 기반 그라파이트 폼인 GMPi-Fs의 층간 간격은 GMPi-0.05F, GMPi-0.1F, GMPi-0.3F 및 GMPi-0.5F에서 각각 0.337580, 0.337322, 0.337400 및 0.336535 nm으로 얻어졌으며, 그 결정 크기는 각각 31.118, 30.687, 30.258 및 29.267 nm으로 나타내었다. GMPi-Fs의 층간간격은 불소 부분압에따라 크게 차이가 나타나지 않는 반면에 그 결정크기는 GMPi와 비교하여 반응하는 불소 부분압이 증가함에 따라서 31.
99%의 높은 함량의 C-F 반공유결합 구조가 주로 형성되었다. 상기의 조건에서 얻어진 메조페이스 핏치인 MP-0.1F를 사용하여 제조된 그라파이트 폼인 GMPi-0.1F의 압축강도는 미처리된 메조페이스 핏치로부터 제조된 GMPi와비교하여 27.95%가증가된 것으로 확인되었다. 이를 통하여 C-F 반공유결합 구조의 불소 작용기는 표면에너지가 크며, 이러한 작용기가 처리된 메조페이스 핏치간의 증가된 계면결합력이 그 압축강도를 증가시켰기 때문으로 여겨진다.
57 g/cm³으로 얻어졌다. 앞의 XRD 분석을 통하여 메조페이스 핏치의 결정구조는 불소화 반응으로 발달되지 않는 것으로 확인되었으며, 이러한 결과를 통하여 열전도도 값의 향상은 이루어지지 않는 것으로 확인되었다. 반면 GMPi-0.
3F의 셀의 크기는 증가된 것으로 판단된다. 이때 CMPi-0.5F의 셀의 크기는 CMPi의 셀의 크기와 비교하여 약 33.24%으로 감소되었으며, 또한 CMPi-0.5F의 셀의 크기는 CMPi-0.3F의 셀의 크기와 비교하여 크게 감소된 것이 확인되었다. 이러한 이유는 메조페이스 핏치에 불소화가 증가되면서 입자의 크기가 작아져 비표면적이 커짐에 따라 입자의 표면에너지가 증가되어 그 결합력이 다소 향상되었기 때문이다.
이때 GMPi-0.1F는 미처리된 메조페이스 핏치로부터 제조된 그라파이트 폼과 비교하여 겉보기 밀도가 1.35%의 다소 증가된 값으로 얻어졌으며 이에 따라 압축강도는 27.95% 증가된 것으로 확인되었다.
그라파이트 폼은 제조된 탄소 폼을 이용하여 아르곤(Ar) 분위기에서 10℃/min의 승온속도로 2,700℃에서 1 h 동안 흑연화 반응을 통하여 제조되었다. 이때 불소 처리된 메조페이스 핏치 기반 그라파이트 폼(GMPi-F)을 각각 GMPi-0.05F, GMPi0.1F, GMPi-0.3F 및 GMPi-0.5F으로 명명하였으며, 미처리된 메조 페이스 핏치 기반 그라파이트 폼을 GMPi로 나타내었다.
이후 건조된 하이드로겔을 질소분위기에서 5 o C/min의 승온속도로 600℃에서 1 h 동안 열처리를 진행한 후 순차적으로 5 ℃/min의 승온속도로 1,000℃에서 1 h 동안 탄화 반응을 진행하였다. 이때 불소화된 메조페이스 핏치 기반 탄소 폼(CMPi-F)을 반응하는 불소 부분압에 따라서 각각 CMPi-0.05F, CMPi-0.1F, CMPi-0.3F 및 CMPi0.5F으로 명명하였으며, 미처리된 메조페이스 핏치 기반 탄소 폼을 CMPi로 나타내었다. 그라파이트 폼은 제조된 탄소 폼을 이용하여 아르곤(Ar) 분위기에서 10℃/min의 승온속도로 2,700℃에서 1 h 동안 흑연화 반응을 통하여 제조되었다.
09 nm까지 감소됨에 따라서 약 7부터 12겹의 흑연망면이 감소된 것으로 관찰되었다. 이러한 결과는 메조페이스 핏치의 불소화 반응을 실온에서 진행함에 따라 불소 작용기가 메조페이스 핏치의 층간간격에 삽입되지 못하였으며, 이를 사용하여 얻어진 그라파이트 폼의 층간 간격은 크게 차이가 나타나지 않는 것으로 관찰되었다. 반면, 메조페이스 핏치의 망면을 불소가스가 식각(etching) 시켜서 그 결정 크기는 반응되는 불소부분압이 증가함에 따라 계속적으로 감소된 것으로 판단되었다.
기존 논문에서 Kim 등은 탄소나노튜브(carbon nanotubes, CNTs)가 50% 이상의 C-F 공유결합으로 표면처리 되었을 때 그 결정성의 감소를 가져올뿐만 아니라 과불소 탄소나노튜브가 첨가된 그라파이트 폼의 압축강도 값이 계면결합력의 악화로 인하여 감소되는 것을 보여주었다[26,27]. 이러한 결과를 통하여 불소화 메조페이스 핏치의 계면결합력은 탄소물질에 표면처리 된 불소원소의 함량과 탄소-불소 결합구조에 따라서 조절이 가능하며, 이는 얻어진 탄소 폼의 부피를 통하여 관찰 될 수 있는 것으로 판단되었다.
1F의 C1s 피크는 OMP의 피크와 추가적으로 semi-covalent C-F 및 C-F로 구성된 것으로 확인되었다. 이렇게 형성된 불소 작용기들 중 semi-covalent C-F의 결합률은 MP-0.05F 및 MP-0.1F에서 각각 14.74% 및 23.99%로 얻어졌으며, 이 값들은 C-F의 결합률과 비교하여 2~4배 높은 값으로 얻어졌다. 불소 부분압 0.
2절에서 설명되었듯이, 탄소 폼의 부피는 메조페이스 핏치간의 계면결합력에 의하여 영향을 받는 것으로 여겨지며, 그 계면결합력은 메조페이스 핏치에 처리된 불소함량 및 결합구조에 영향을 받는 것으로 판단된다. 이에 따라 낮은 불소함량 및 C-F 반공유결합 구조를 주로 가지는 CMPi-0.05F 및 CMPi-0.1F의 셀의 크기는 감소되었으며, 높은 불소함량 및 C-F 공유결합 구조를 주로 가지는 CMPi-0.3F의 셀의 크기는 증가된 것으로 판단된다. 이때 CMPi-0.
36%으로 감소되었다. 이후 GMPi-0.3F의 셀의 크기는 GMPi의 셀의 크기와 비교하여 오히려 약 162.36%으로 증가되었다. 이는 앞서 설명된 것처럼 높은 불소함량과 불소 공유결합구조가 표면에너지에 영향을 주어 결합정도를 감소함에 따라 그 셀의 크기가 증가된 것으로 여겨진다.
1F의 피크와 추가적으로 C-F₂가 얻어진 것으로 확인되었다. 즉, MP-0.05F 및 MP-0.1F의 결합구조와 달리 메조페이스 핏치에 반응하는 불소 부분압이 증가됨에 따라서 공유결합인 C-F 및 C-F₂의 함량이 21.36%부터 32.29%까지 계속적으로 증가되는 것으로 관찰되었다. 이러한 결과를 통하여 높은 불소 부분압으로 처리된 메조페이스 핏치는 C-F 및 C-F₂의 공유결합이 많아짐에 따라 메조페이스 핏치간에 계면결합력이 다소 감소될 것으로 여겨진다.

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	방열재료가 갖는 특성은 무엇인가?	현대사회에서 사용되는 전기 및 기계 장치의 효과적인 쿨링 시스템은 조밀한 표면으로부터 높은 열 유동을 제거하고, 그 장치를 낮은 온도로 지속적이고 효율적으로 유지하기 위하여 낮은 밀도, 높은 열전도도 및 높은 기계적 특성을 갖는 물질이 요구된다. 이러한 특성을 가지는 물질을 방열재료라 하는데, 방열재료에는 구리(Cu)와 알루미늄(Al)과 같은 금속, 세라믹 및 탄소재료 등이 사용되며, 이방열재료는 배터리와 전극, 전자파차폐(electromagnetic interference, EMI), 오일 흡수, 염료 감응 태양전지, 잠열 에너지 저장(latent heat thermal energy storage, LHTES) 및 차량 냉각 등의 다양한 분야에서 응용되고 있다[1-5].
	방열재료에는 무엇이 사용되는가?	현대사회에서 사용되는 전기 및 기계 장치의 효과적인 쿨링 시스템은 조밀한 표면으로부터 높은 열 유동을 제거하고, 그 장치를 낮은 온도로 지속적이고 효율적으로 유지하기 위하여 낮은 밀도, 높은 열전도도 및 높은 기계적 특성을 갖는 물질이 요구된다. 이러한 특성을 가지는 물질을 방열재료라 하는데, 방열재료에는 구리(Cu)와 알루미늄(Al)과 같은 금속, 세라믹 및 탄소재료 등이 사용되며, 이방열재료는 배터리와 전극, 전자파차폐(electromagnetic interference, EMI), 오일 흡수, 염료 감응 태양전지, 잠열 에너지 저장(latent heat thermal energy storage, LHTES) 및 차량 냉각 등의 다양한 분야에서 응용되고 있다[1-5]. 이 방열재료 중에서 그라파이트 폼은 차세대 미래소재로 불리며, 그 효과가 우수한 편이나 다공성 구조를 가지고 있어서 낮은 강도 값을 가진다는 단점이 있다.
	메조카본마이크로비드에 불소화 반응시간이 증가함에 따라 어떠한 변화가 나타나는가?	또한 Delabarrel 등은메조카본마이크로비드(mesocarbon microbeads, MCMBs)에 직접 불소화를 통하여 반응시간을 변수로 하는 불소화 반응을 진행하였다. MCMBs는 불소화 반응시간이 증가됨에 따라 입자의 크기가 작아졌으며, 이에 따라 비표면적이 증가되었다. 이후 비표면적이 증가된 불소화된 MCMBs는 표면에너지가 증가되어 재결합이 형성되었으며, 이에 따라 그 크기가 1~3 μm정도로 증가 되는 것으로나타내었다[6].

참고문헌 (28)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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