교반볼밀을 이용한 금속기반 복합재 제조공정에서 다른 분쇄매체차이에 대한 입자형상변화와 DEM 시뮬레이션 해석 Analysis of Particle Morphology Change and Discrete Element Method (DEM) with Different Grinding Media in Metal-based Composite Fabrication Process Using Stirred Ball Mill원문보기
이 연구는 교반볼밀을 이용한 금속기반 복합재 제조공정에 있어서 분쇄매체의 차이에 의한 입자형상의 변화를 관찰하고, 볼 거동의 DEM시뮬레이션을 행하였다. 교반볼밀에서 볼 거동의 3차원시뮬레이션을 통해 분쇄메커니즘을 규명하기 위하여 분쇄매체의 힘, 운동에너지, 매체 운동속도 등을 계산하였다. 또한 복합재 제조를 위한 실험조건을 이전의 다른 볼밀에서에 같이 교반볼밀 회전속도를 변화시켰고, 볼 재질, 운동속도, 마찰계수 등도 동일한 조건으로 변화시키면서 투입되는 에너지의 변화량도 계산하였다. 교반볼밀의 회전속도가 증가함에 따라, 분쇄매체와 매체, 매체와 벽면, 그리고 매체와 교반기 사이의 충격에너지가 증가하는 것을 정량적으로 계산 할 수 있었다. 또한 같은 실험 조건에서 입자형상 변화를 명확하게 분석 할 수 있었으며, 볼 거동이 입자형상 변화에 매우 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
이 연구는 교반볼밀을 이용한 금속기반 복합재 제조공정에 있어서 분쇄매체의 차이에 의한 입자형상의 변화를 관찰하고, 볼 거동의 DEM시뮬레이션을 행하였다. 교반볼밀에서 볼 거동의 3차원 시뮬레이션을 통해 분쇄메커니즘을 규명하기 위하여 분쇄매체의 힘, 운동에너지, 매체 운동속도 등을 계산하였다. 또한 복합재 제조를 위한 실험조건을 이전의 다른 볼밀에서에 같이 교반볼밀 회전속도를 변화시켰고, 볼 재질, 운동속도, 마찰계수 등도 동일한 조건으로 변화시키면서 투입되는 에너지의 변화량도 계산하였다. 교반볼밀의 회전속도가 증가함에 따라, 분쇄매체와 매체, 매체와 벽면, 그리고 매체와 교반기 사이의 충격에너지가 증가하는 것을 정량적으로 계산 할 수 있었다. 또한 같은 실험 조건에서 입자형상 변화를 명확하게 분석 할 수 있었으며, 볼 거동이 입자형상 변화에 매우 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
This work investigated the particle morphology change to difference in milling media in a metal based composite fabrication process using a stirred ball mill with ball behavior of DEM simulation. A simulation of the three dimensional motion of grinding media in the stirred ball mill for the research...
This work investigated the particle morphology change to difference in milling media in a metal based composite fabrication process using a stirred ball mill with ball behavior of DEM simulation. A simulation of the three dimensional motion of grinding media in the stirred ball mill for the research of grinding mechanism to clarify the force, kinetic energy, and medium velocity of grinding media were calculated. In addition, the rotational speed of the stirred ball mill was changed to the experimental conditions for the composite fabrication, and change of the input energy was also calculated while changing the ball material, the flow velocity, and the friction coefficient under the same conditions. As the rotating speed of the stirred ball mill increased, the impact energy between the grinding media to media, media to wall, and media and the stirrer increased quantitatively. Also, we could clearly analyze the change of the particle morphology under the same experimental conditions, and it was found that the ball behavior greatly influences in the particle morphology changes.
This work investigated the particle morphology change to difference in milling media in a metal based composite fabrication process using a stirred ball mill with ball behavior of DEM simulation. A simulation of the three dimensional motion of grinding media in the stirred ball mill for the research of grinding mechanism to clarify the force, kinetic energy, and medium velocity of grinding media were calculated. In addition, the rotational speed of the stirred ball mill was changed to the experimental conditions for the composite fabrication, and change of the input energy was also calculated while changing the ball material, the flow velocity, and the friction coefficient under the same conditions. As the rotating speed of the stirred ball mill increased, the impact energy between the grinding media to media, media to wall, and media and the stirrer increased quantitatively. Also, we could clearly analyze the change of the particle morphology under the same experimental conditions, and it was found that the ball behavior greatly influences in the particle morphology changes.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 교반볼밀을 이용하여 다양한 실험조건에서 입자특성의 변화를 파악하고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 교반볼밀을 이용하여 이전의 실험들과 동일한 실험 조건에서 분쇄매체의 재료 및 크기를 다르게 선택하여 실험을 수행하였다. 따라서 전동볼밀과 교반볼밀의 볼 거동, 또는 볼에서 샘플에 투입되는 에너지양 등에 차이가 있는 것을 확인하고자 하였고, 이에 따른 시뮬레이션 등을 병행하였다.
이는 현장에서 각종 조작 조건에서 에너지 효율과도 깊은 관계가 있고, 제품의 생산단가에도 매우 큰 영향을 미치기 때문이다. 따라서 현실적으로 실험이 곤란한 매체의 운동해석을 위하여 DEM 소프트웨어를 이용하여 교반볼밀의 볼 운동을 해석하였고, 이를 통하여 각종 실험인자에 따른 볼 운동 패턴을 실험데이터와 비교하고자 하였다[18-21]. 이를 통해 종래 실험법으로 찾을 수 없었던 분쇄 장치의 다양한 동역학적 해석을 하고자 하였다.
또한 본 연구에서는 DEM 시뮬레이션을 통하여 교반볼밀 내의 볼 운동을 해석하고, 실제 촬영된 밀 내의 볼 거동과 시뮬레이션 결과를 비교하였고, 시뮬레이션을 통한, 볼 거동속도, 볼 간의 충격에너지 등을 계산하여, 밀링 메카니즘에 관한 해석을 행하고자 하였다. 매체형 분쇄기의 분쇄기구 해명에서 가장 중요한 인자는 매체의 운동 해석이다.
본 연구에서 금속기반 복합재 제조에 있어, 최초 원료의 제조과정을 관찰하기 위한 각 분말입자의 크기와 형상을 특성화 하는 등의 연구가 필요로 되는 점에 주목하였다. 또한, 원료입자들의 제조 방법이 신기능성 재료개발의 성공여부에 큰 역할을 하고 있지만 일반적인 볼밀을 이용한 원료입자의 제조에 있어서, 실험조건의 변화를 통한 최종 제품의 변화를 관찰하는 연구는 다양하게 이루어지고 있으나, 특정 분쇄매체의 특성을 정량화하여 해석하는 연구는 거의 이루어지지 않고 실정이다[16,17].
본 연구에서는 교반볼밀에서 구리/CNT 복합재를 제조하는 것을 목적으로, 세 가지 종류의 분쇄매체를 사용하여, 다양한 실험 조건에서 입자형상 변화를 관찰하다. 각각 매체 종류별로의 복합재 제조 메커니즘을 규명하기 위하여, 매체의 운동을 3차원 DEM 시뮬레이션을 함으로써, 실험만으로는 찾아낼 수 없는 분쇄매체가 작용하는 힘, 매체거동 속도, 매체에 전달되는 에너지 분포를 해석하였다.
따라서 현실적으로 실험이 곤란한 매체의 운동해석을 위하여 DEM 소프트웨어를 이용하여 교반볼밀의 볼 운동을 해석하였고, 이를 통하여 각종 실험인자에 따른 볼 운동 패턴을 실험데이터와 비교하고자 하였다[18-21]. 이를 통해 종래 실험법으로 찾을 수 없었던 분쇄 장치의 다양한 동역학적 해석을 하고자 하였다. 즉 밀링공정이 단지 입자크기를 작게 만드는 단위조작뿐만 아니라 재료공정에 있어서 다양한 단위조작이 함께 이루어진다는 것을 배경으로 연구하였으며, 실험과 시뮬레이션을 통하여 이를 확인하고자 하였다.
이를 통해 종래 실험법으로 찾을 수 없었던 분쇄 장치의 다양한 동역학적 해석을 하고자 하였다. 즉 밀링공정이 단지 입자크기를 작게 만드는 단위조작뿐만 아니라 재료공정에 있어서 다양한 단위조작이 함께 이루어진다는 것을 배경으로 연구하였으며, 실험과 시뮬레이션을 통하여 이를 확인하고자 하였다. 특히 향후 복합입자 제조공정에 밀링 공정을 통한 입자들의 거동을 관찰하는데 매체의 특성이 어떠한 영향을 미치는지에 초점을 맞추어, 궁극적으로 최종 제품의 기계적인 특성이 얼마만큼 향상되는지, 이에 따라 볼밀을 이용한 신 기능성 재료를 만드는데 있어, 볼의 재질에 따른 입자들의 분쇄거동이 어떻게 달라지는 가를 실험과 해석을 통하여 규명하고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 교반볼밀을 이용하여 다양한 실험조건에서 입자특성의 변화를 파악하고자 하였다. 특히 분쇄매체의 종류와 크기에 따라 입자형상이 어떻게 변해가는가를 2가지 경우에 대해 고찰하였다. 먼저 구리분말을 이용하여 입자의 형상 변화과정을 고찰하였으며, 다음은 복합재 제조를 만들기 위해 구리분말에 CNT를 첨가함으로서 변화해가는 입자형상의 변화를 고찰하였다.
즉 밀링공정이 단지 입자크기를 작게 만드는 단위조작뿐만 아니라 재료공정에 있어서 다양한 단위조작이 함께 이루어진다는 것을 배경으로 연구하였으며, 실험과 시뮬레이션을 통하여 이를 확인하고자 하였다. 특히 향후 복합입자 제조공정에 밀링 공정을 통한 입자들의 거동을 관찰하는데 매체의 특성이 어떠한 영향을 미치는지에 초점을 맞추어, 궁극적으로 최종 제품의 기계적인 특성이 얼마만큼 향상되는지, 이에 따라 볼밀을 이용한 신 기능성 재료를 만드는데 있어, 볼의 재질에 따른 입자들의 분쇄거동이 어떻게 달라지는 가를 실험과 해석을 통하여 규명하고자 하였다.
제안 방법
본 연구에서는 교반볼밀에서 구리/CNT 복합재를 제조하는 것을 목적으로, 세 가지 종류의 분쇄매체를 사용하여, 다양한 실험 조건에서 입자형상 변화를 관찰하다. 각각 매체 종류별로의 복합재 제조 메커니즘을 규명하기 위하여, 매체의 운동을 3차원 DEM 시뮬레이션을 함으로써, 실험만으로는 찾아낼 수 없는 분쇄매체가 작용하는 힘, 매체거동 속도, 매체에 전달되는 에너지 분포를 해석하였다.
세 가지 볼에서 구리분말의 양은 매체와 샘플의 비율, 즉, BPR (Ball Powder Ratio)을 10:1로 했다. 교반날개의 회전속도는 구리분말만을 사용할 경우는 300, 500, 700 rpm 으로 변화시켜 실험 하였고, CNT와의 복합재를 위한 실험에서는 1 wt%의 CNT를 첨가하여, 50, 100, 200, 300 rpm으로 변화시켜 실험하였다. 밀링시간은 구리분말만을 사용할 경우에는 15, 30, 60, 120분, CNT를 첨가할 경우에는 12, 24, 36시간까지 변화를 하였다.
Table 1에 각각 매체의 종류에 따른 밀도와 함께 본 실험의 실험 조 건을 보인다. 그리고 분쇄시뮬레이션을 행하기 위하여, 밀 용기 내에서 종류가 다른 볼 거동을 관찰하여 실제 회전속도에 따른 볼 거동을 동영상으로 촬영하였고, 최적의 시뮬레이션 조건을 통하여 DEM 시뮬레이션을 행하였다. Table 2에 본 실험에 맞는 시뮬레이션의 조건을 보인다.
3~8에서는 교반볼밀을 사용하여 다양한 실험조건에서 볼의 재질을 달리한 실험의 입자형상에 관한 SEM결과를 보인다. 낮은 회전속도 영역(300 rpm, Fig. 3~4)과 중간 회전속도 영역(500 rpm, Fig. 5~6), 그리고 높은 회전속도 영역(700 rpm, Fig. 7~8)에서의 실험결과를 따로 관찰하였고, 본 실험의 밀링시간은 15분부터 120분까지 실험을 하였다. 또한 두 가지 크기의 볼 사이즈를 달리해서 그 결과도 비교해서 관찰하였다.
이 에 따라 많은 연구자들이 교반볼밀을 이용하여 여러 가지 실험을 수행하고 있다[12-15]. 따라서 본 연구에서는 교반볼밀을 이용하여 이전의 실험들과 동일한 실험 조건에서 분쇄매체의 재료 및 크기를 다르게 선택하여 실험을 수행하였다. 따라서 전동볼밀과 교반볼밀의 볼 거동, 또는 볼에서 샘플에 투입되는 에너지양 등에 차이가 있는 것을 확인하고자 하였고, 이에 따른 시뮬레이션 등을 병행하였다.
7~8)에서의 실험결과를 따로 관찰하였고, 본 실험의 밀링시간은 15분부터 120분까지 실험을 하였다. 또한 두 가지 크기의 볼 사이즈를 달리해서 그 결과도 비교해서 관찰하였다. 이는 복합재 제조를 위해서는 CNT를 첨가하여 구리분말과 복합재를 제조하게 되는데 복합재를 제조하는 경우 밀링시간이 짧을 경우 CNT가 복합재의 소재뿐만이 아니라, 분쇄조제로서의 역할을 하게 되어 입자형상의 변화가 응집체로서 만들어지는 과정 즉, 복합재 제조의 과정 중에 밀링이 분쇄의 역할이 강하게 작용하여 복합재 제조에 어려움을 겪게 되기 때문이다[12-15].
특히 분쇄매체의 종류와 크기에 따라 입자형상이 어떻게 변해가는가를 2가지 경우에 대해 고찰하였다. 먼저 구리분말을 이용하여 입자의 형상 변화과정을 고찰하였으며, 다음은 복합재 제조를 만들기 위해 구리분말에 CNT를 첨가함으로서 변화해가는 입자형상의 변화를 고찰하였다.
교반날개의 회전속도는 구리분말만을 사용할 경우는 300, 500, 700 rpm 으로 변화시켜 실험 하였고, CNT와의 복합재를 위한 실험에서는 1 wt%의 CNT를 첨가하여, 50, 100, 200, 300 rpm으로 변화시켜 실험하였다. 밀링시간은 구리분말만을 사용할 경우에는 15, 30, 60, 120분, CNT를 첨가할 경우에는 12, 24, 36시간까지 변화를 하였다. Table 1에 각각 매체의 종류에 따른 밀도와 함께 본 실험의 실험 조 건을 보인다.
2에 본 실험에 사용된 원료분말의 형상을 보인다. 세 가지 볼에서 구리분말의 양은 매체와 샘플의 비율, 즉, BPR (Ball Powder Ratio)을 10:1로 했다. 교반날개의 회전속도는 구리분말만을 사용할 경우는 300, 500, 700 rpm 으로 변화시켜 실험 하였고, CNT와의 복합재를 위한 실험에서는 1 wt%의 CNT를 첨가하여, 50, 100, 200, 300 rpm으로 변화시켜 실험하였다.
9%, 중위경 25 µm)을 사용하였다. 입자형상 변화를 보기 위해 SEM 측정을 하였다. Fig.
이전 연구들에서는 전동볼밀에서 다양한 실험조건에서 입자특성이 변화해가는 것을 파악했다[10-17]. 특히 분쇄매체의 종류와 크기에 따라, 입자형상이 어떻게 변해가는 것을 금속분말을 이용하여 입자형상의 변화를 고찰하였다. 이에 따른 연구 결과를 살펴보면, 전동볼밀의 회전속도가 빨라질수록 입자형상은 불규칙한 형상에서 판상으로 변화하였고, 밀링 시간이 길어질수록 더욱더 명확한 경향을 볼 수 있었다[6].
대상 데이터
본 연구에 사용된 시료로는 산업 현장에서 고강도 경량 합금재료로 다양하게 사용되는 구리 분말(㈜알드리치, 순도 99.9%, 중위경 25 µm)을 사용하였다.
분쇄 실험 장치로는 하지이엔지(HAJI Eng. Korea)에서 제작한 교반볼밀이 사용되었다. Fig.
분쇄매체는 매체 재질의 차이를 비교하기 위하여, 내마모성 알루미나, 지르코니아 그리고 스텐레스스틸 볼을 사용 하였으며, 크기는 직경 5, 7 mm의 볼을 사용하였다. 본 연구에 사용된 시료로는 산업 현장에서 고강도 경량 합금재료로 다양하게 사용되는 구리 분말(㈜알드리치, 순도 99.
성능/효과
나타난 실험결과로는, 교반볼밀의 회전속도가 빨라질수록 입자 형상은 불규칙한 형상에서 판상으로 변화하였고, 밀링 시간이 길어질수록 더욱더 명확한 경향을 보였다. 시뮬레이션 해석과 실제 실험 결과의 스냅샷 사진을 비교해 보면, 거의 완벽하게 일치하는 결과를 보였고, 샘플의 입자형상 변화와 비교 할 경우 볼 재질에 따른 차이는 크게 관찰되지 않았다.
즉, 이전의 전동볼밀의 실험에서와 마찬가지로, 볼 재질의 변화에 따른 입자형상의 변화를 관찰하는 것은 역시 매우 어려웠다. 따라서 각종 볼밀에서 다양한 각종 실험조건을 일치시켰을 때, 볼의 밀도에 따라 분쇄능이 달라진다고 알려 있는 결과를 정량적으로 확인하기 위하여, 실험과 시뮬레이션을 병행한 결과, 시뮬레이션 결과에서는 확연하게 데이터로 그 결과를 확인 할 수 있었으며, 실제 볼밀 내부의 볼 거 을 카메라로 관찰한 결과에서도 볼 재질의 차이를 확인할 수 있었으나, 실제 입자형상 변화에서는 그 차이를 구별하기가 어려웠다[6].
그리고 500 rpm와 700 rpm에서는 30분 이후에는 판상 형태로 변화하는 것을 관찰하였다. 또한 낮은 회전 영역대에서 높은 회전 영역대로 변화시킬수록 판상의 모습으로 변화하는 속도가 빨라짐을 알 수 있었으며, 볼 사이즈가 5 mm 경우 구리분말의 입자들이 전체적으로 판상 타이프로 변화가 되었다. 이는 궁극적으로 볼에서 입자에 투입되는 에너지양이 많아짐에 따라, 입자에서 일어나는 소성변형을 통해 입자형상이 변화되어 가는 것을 알 수 있다.
그림에서 보는바와 같이 5 mm, 7 mm볼을 사용하였을 경우 공히 시뮬레이션 결과와 실제의 결과는 매우 비슷하게 나타났고, 이는 추후 해석되는 볼이 입자에 작용하는 힘과 에너지의 정량적 결과가 타당하다는 것을 눈으로 보여주는 결과이다. 또한 시뮬레이션을 하는 경우 다양한 실험조건을 적용해야 하는 상황에서, 매우 중요한 요소인 포트와 볼 사이의 마찰계수 적용이 매우 정확하게 이루진 결과를 알 수 있어, 이 또한 시뮬레이션이 정확하게 이루어졌다는 것을 알 수 있다.
이는 복합재 제조를 위해서는 CNT를 첨가하여 구리분말과 복합재를 제조하게 되는데 복합재를 제조하는 경우 밀링시간이 짧을 경우 CNT가 복합재의 소재뿐만이 아니라, 분쇄조제로서의 역할을 하게 되어 입자형상의 변화가 응집체로서 만들어지는 과정 즉, 복합재 제조의 과정 중에 밀링이 분쇄의 역할이 강하게 작용하여 복합재 제조에 어려움을 겪게 되기 때문이다[12-15]. 본 실험에서는, 밀링시간이 증가함에 따라 괴상(massive type)의 입자형상을 가지는 구리분말이 판상(plate type)의 형태로 변화되는 것을 관찰할 수 있었고, 낮은 회전속도 300 rpm에서는 입자형상이 밀링시간은 60 분이 경과한 이후에는 완벽한 판상으로 변화하는 것을 알 수 있었다. 그리고 500 rpm와 700 rpm에서는 30분 이후에는 판상 형태로 변화하는 것을 관찰하였다.
11에서는 회전속도에 따라 볼이 입자에 투입되는 동력을 계산한 결과를 보인다. 볼의 밀도가 높을수록 동력이 많이 작용하는 것을 알 수 있고, 회전속도가 빠를수록 동력이 많이 투입되는 것을 정량적으로 확인 할 수 있었다.
Table 2에 본 실험에 맞는 시뮬레이션의 조건을 보인다. 시뮬레이션 조건은 실제의 실험조건과 일치하게 하기 위하여 소프트웨어 내에서 구동할 수 있는 조건에서는 모든 것을 일치시켰고, 마찰계수의 결정은 기존의 문헌 자료를 통해 확인할 수 있었다.
나타난 실험결과로는, 교반볼밀의 회전속도가 빨라질수록 입자 형상은 불규칙한 형상에서 판상으로 변화하였고, 밀링 시간이 길어질수록 더욱더 명확한 경향을 보였다. 시뮬레이션 해석과 실제 실험 결과의 스냅샷 사진을 비교해 보면, 거의 완벽하게 일치하는 결과를 보였고, 샘플의 입자형상 변화와 비교 할 경우 볼 재질에 따른 차이는 크게 관찰되지 않았다.
각각 볼의 재질과 크기에 따라 구별하여 나타내고 있다. 평균 운동에너지를 살펴보면, 모든 볼에서 5 mm이 7 mm보다 평균 운동에너지가 많아 보였다. 왜냐하면 교반매체인 5 mm와 7 mm 볼의 충격력은 5 mm의 경우보다 7 mm 경우가 당연히 크지만 교반볼밀에서 5 mm 볼의 볼 개수가 7 mm 볼에 비해 많아서 볼의 충돌하는 회수가 높게 나타나는 시뮬레이션 결과를 얻었다.
한편, 본 연구에서 교반볼밀에서 확인하고자 하였던, 다양한 회전 속도에서 볼의 크기를 달리하고, 알루미나, 지르코니아 그리고 스테인레스스틸 볼 즉 볼의 재질을 달리한 실험에서 입자형상의 변화를 관찰한 결과, 일반적으로 알려진 바에 따르면, 매체형 분쇄기 즉 볼밀에서는 볼의 밀도가 분쇄의 속도, 입자의 미분쇄화에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있는 것과는 달리, 거의 모든 실험 조건에서 입자형상의 변화는 미세하게 관찰되었을 뿐이었다.
후속연구
또한, 금속 분말들의 입자형상변화나 두 가지 이상의 재료의 복합재 제조를 위해서는 밀의 회전속도, 볼 충전율, 볼의 크기, 볼과 재료의 혼합비, 두 가지 이상의 재료들의 혼합비 등 다양한 실험 조건을 고려하여야 할 것이다. 그러나 입자형상만을 가지고 볼의 재질의 차를 느낄 수 있을 만큼 작은 에너지로 복합 재를 제조하면, 복합재 제조가 어려워지므로, 향후 복합재 제조 시 만들어진 실험 조건에 따라 생성된 복합재의 특징을 파악할 수 있는 연구가 필요할 것으로 사료된다[6,22~23].
하지만 여기에는 이전의 전동볼밀의 연구와 마찬가지로, 금속분말의 복합재 제조를 위한 밀링공정에서, 입자형상변화와 볼에너지 투입을 크게 하기 위해서 밀도가 높은 볼을 사용하는 것과 함께, 최종제품의 오염의 방지를 위해서, 볼 재질을 선택하는 것을 고려하여야 한다는 것이다. 또한, 금속 분말들의 입자형상변화나 두 가지 이상의 재료의 복합재 제조를 위해서는 밀의 회전속도, 볼 충전율, 볼의 크기, 볼과 재료의 혼합비, 두 가지 이상의 재료들의 혼합비 등 다양한 실험 조건을 고려하여야 할 것이다. 그러나 입자형상만을 가지고 볼의 재질의 차를 느낄 수 있을 만큼 작은 에너지로 복합 재를 제조하면, 복합재 제조가 어려워지므로, 향후 복합재 제조 시 만들어진 실험 조건에 따라 생성된 복합재의 특징을 파악할 수 있는 연구가 필요할 것으로 사료된다[6,22~23].
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
분체재료의 입자형상의 형태는 어떠한가?
분체재료의 입자형상은 다양한 형태로 되어 있고, 예를 들면 구형이나, 육면체 등의 규칙적인 형상으로부터, 불규칙적인 판상, 괴상 등으로 존재한다. 따라서 입자형상을 사용하여 제품 성능을 향상시킬 수 있는 분야에는 금속과 세라믹 소결 성분의 재료 강도, 정제와 현탁액의 약물 입자의 생체 이용률, 미네랄 계열 코팅의 마감 품질, 태양광 패널 제조를 위한 SiC 연마재의 절삭 성능 향상 등을 들 수 있다.
입자크기와 입자 형상에 대한 연구는 어디에 쓰이는가?
최근 분체공학 연구자들은 입자크기와 입자형상의 변화를 미립자 재료를 다루는 공정에 있어서 매우 중요한 물성이라 지적하고 있으며, 많은 연구가 행해지고 있다[1-10]. 따라서 입자크기와 입자 형상에 대한 연구는 화학, 제약, 안료, 식품 분야 등 특정한 산업에 서만이 아니라 다양한 거의 모든 산업에 그 필요성이 있다는 것으로 알려지고 있다. 특히 각 산업별 입자형상의 연구는 제약, Li-ion 배터리 응용, 전자 재료 등의 다양한 산업체의 요구에 따라 수행되 고 있다[1-4].
분체재료의 입자형상을 사용하여 제품 성능을 향상시킬 수 있는 분야는 어디인가?
분체재료의 입자형상은 다양한 형태로 되어 있고, 예를 들면 구형이나, 육면체 등의 규칙적인 형상으로부터, 불규칙적인 판상, 괴상 등으로 존재한다. 따라서 입자형상을 사용하여 제품 성능을 향상시킬 수 있는 분야에는 금속과 세라믹 소결 성분의 재료 강도, 정제와 현탁액의 약물 입자의 생체 이용률, 미네랄 계열 코팅의 마감 품질, 태양광 패널 제조를 위한 SiC 연마재의 절삭 성능 향상 등을 들 수 있다.
참고문헌 (23)
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