[논문]나노입자 크기를 고려한 나노복합체의 역학적 특성 예측을 위한 마이크로/나노 해석 모델

김봉래; 양범주; 이행기

나노입자 크기를 고려한 나노복합체의 역학적 특성 예측을 위한 마이크로/나노 해석 모델
Micro/nano analysis model for prediction of mechanical properties of the nanocomposite considering nano-particle size 원문보기

김봉래 (한국과학기술원 건설 및 환경공학과) , 양범주 (한국과학기술원 건설 및 환경공학과) , 이행기 (한국과학기술원 건설 및 환경공학과)

일반적으로 나노입자의 크기는 나노복합체의 역학적 특성에 상당한 영향을 미친다. 이에 본 연구에서는 나노입자 크기를 고려한 나노복합체 재료 구성모델 (Kim et al., 2011)을 소개하고자 한다. Kim et al. (2011)에 의해서 나노입자 크기효과를 위한 Size-dependent Eshelby tensor가 미세역학 모델에 적용되었으며, 나노스케일 해석과 함께 다양한 수치해석을 수행하였다. 특히, 본 연구에서는 이를 활용하여 $SiO_2$/Epoxy 나노복합체의 역학적 특성을 예측해 보았다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 나노입자 강화 복합재료의 미세역학 기반 모델이 소개되었다. 나노입자 크기가 재료에 미치는 영향을 고려하기 위해 Size-dependent Eshelby tensor가 미세역학 기반의 나노복합재료 구성모델 (Kim et al.
(2011)에서는 나노복합체의 해석 모델을 위해 Size-dependent Eshelby tensor를 적용한 미세역학 모델을 제안하였으며, 나노스케일 해석과 함께 다양한 수치해석을 수행하였다. 본 연구에서는 이를 활용하여 SiO 2 /Epoxy 나노복합체에 대한 역학적 특성을 위한 수치해석을 수행하였다.
본 연구에서는 제안된 나노복합체 재료 구성모델을 활용하여, SiO₂/Epoxy 나노복합체의 역학적 특성을 예측해 보았다. 본 수치해석을 위해서 SiO₂ 및 Epoxy에 대한 물성값은 나노해석을 통해 결정하였다.
이에 본 연구에서는 나노입자 크기를 고려한 나노복합체의 역학적 특성 예측을 위한 마이크로/나노 해석 모델 (Kim et al., 2011)을 소개하고자 한다. 특히, Kim et al.

제안 방법

본 나노해석을 통해 도출된 재료의 물성치를 제안된 나노복합체 재료 구성모델에 적용함여 다양한 수치해석을 수행하였다. 특히 다양한 체적비에 따른 탄성계수 측정 실험결과 (Chen et al.
/Epoxy 나노복합체의 역학적 특성을 예측해 보았다. 본 수치해석을 위해서 SiO₂ 및 Epoxy에 대한 물성값은 나노해석을 통해 결정하였다. 본 나노 해석에서는 분자동역학(Molecular Dynamic) 시뮬레이션이 수행되었으며, 이는 물체의 내부에너지에 의해 변화하는 분자들 간의 상호작용 (Intermolecular interaction)을 통해 재료특성을 도출해 내는 방법으로 나노 크기의 재료 특성을 파악하는 연구에 적합한 것으로 알려져 있다 (여민규, 장용훈, 2008).

데이터처리

, 2011)에 적용되었다. 나노스케일 해석을 위한 다양한 수치해석을 수행하였고, 제안된 모델의 타당성을 검증하기 위해 실험값 (Chen et al., 2008)과 비교 수행하였다. 향후 본 연구에서는 보다 다양한 나노 복합체와의 비교연구를 통해 모델을 검증하는 해석을 수행할 계획이다.

이론/모형

본 나노 해석에서는 분자동역학(Molecular Dynamic) 시뮬레이션이 수행되었으며, 이는 물체의 내부에너지에 의해 변화하는 분자들 간의 상호작용 (Intermolecular interaction)을 통해 재료특성을 도출해 내는 방법으로 나노 크기의 재료 특성을 파악하는 연구에 적합한 것으로 알려져 있다 (여민규, 장용훈, 2008). SiO₂의 경우 밀도함수이론(Density Function Theory)기반의 CASTEP모듈을 사용하였으며, Epoxy의 경우 cross-linked된 고분자 사슬 형태(Yu et al., 2009)를 이용하여 Amorphous cell 모듈을 통해 수행하였다. 그림 1은 SiO₂ 및 Epoxy의 나노해석 모델링을 나타내고 있다.
본 연구에서는 나노입자 강화 복합재료의 미세역학 기반 모델이 소개되었다. 나노입자 크기가 재료에 미치는 영향을 고려하기 위해 Size-dependent Eshelby tensor가 미세역학 기반의 나노복합재료 구성모델 (Kim et al., 2011)에 적용되었다. 나노스케일 해석을 위한 다양한 수치해석을 수행하였고, 제안된 모델의 타당성을 검증하기 위해 실험값 (Chen et al.
본 연구에서 나노복합체 재료 구성모델을 위해 Size-dependent Eshelby tensor를 적용하였으며, 이를 Ensemble-volume average method (Ju and Chen, 1994)에 근간으로 한 마이크로 역학 모델에 적용하였다. 나노복합체는 매트릭스(matrix, phase 0)와 매트릭스 내 랜덤하게 분포되어 있는 나노입자 (nanoparticle, phase 1)로 구성되어 있으며, 이러한 나노복합체의 유효 탄성 모델은 다음과 같이 나타낼 수 있다 (cf.

성능/효과

본 나노해석을 통해 도출된 재료의 물성치를 제안된 나노복합체 재료 구성모델에 적용함여 다양한 수치해석을 수행하였다. 특히 다양한 체적비에 따른 탄성계수 측정 실험결과 (Chen et al., 2008)와 본 연구에서 제안한 나노복합체 모델해석과의 비교수행 결과 적절한 예측 값을 보여주었으며, 이를 통해 본 모델의 타당성을 검증할 수 있었다.

후속연구

, 2008)과 비교 수행하였다. 향후 본 연구에서는 보다 다양한 나노 복합체와의 비교연구를 통해 모델을 검증하는 해석을 수행할 계획이다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

나노입자 크기를 고려한 나노복합체의 역학적 특성 예측을 위한 마이크로/나노 해석 모델
Micro/nano analysis model for prediction of mechanical properties of the nanocomposite considering nano-particle size 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

나노입자 크기를 고려한 나노복합체의 역학적 특성 예측을 위한 마이크로/나노 해석 모델 Micro/nano analysis model for prediction of mechanical properties of the nanocomposite considering nano-particle size 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

나노입자 크기를 고려한 나노복합체의 역학적 특성 예측을 위한 마이크로/나노 해석 모델
Micro/nano analysis model for prediction of mechanical properties of the nanocomposite considering nano-particle size 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper