초록 ▼

본 연구의 목적은 현재 활발히 연구가 진행되고 있는 탄소나노튜브(CNT:Carbon Nanotubes)와 물성이 유사한 질화붕소 기반 나노소재인 질화붕소나노튜브(BNNT:Boron Nitride Nanotubes)의 제조, 정제 및 표면처리 기술을 개발을 통한 BNNT 대량생산 시스템을 개발하고 BNNT의 원자력 응용 기반기술 개발하며 BNNT를 활용한 다양한 응용분야 기초연구를 진행하는데 있다. BNNT와 달리 CNT의 경우, 학계와 산업계를 중심으로 활발히 연구가 진행하는데 있다. BNNT와 달리 CNT의 경우, 학계와 산업계를

본 연구의 목적은 현재 활발히 연구가 진행되고 있는 탄소나노튜브(CNT:Carbon Nanotubes)와 물성이 유사한 질화붕소 기반 나노소재인 질화붕소나노튜브(BNNT:Boron Nitride Nanotubes)의 제조, 정제 및 표면처리 기술을 개발을 통한 BNNT 대량생산 시스템을 개발하고 BNNT의 원자력 응용 기반기술 개발하며 BNNT를 활용한 다양한 응용분야 기초연구를 진행하는데 있다. BNNT와 달리 CNT의 경우, 학계와 산업계를 중심으로 활발히 연구가 진행하는데 있다. BNNT와 달리 CNT의 경우, 학계와 산업계를 중심으로 활발히 연구가 진행되어 상용화가 되어 있는 상태로 MWCNT의 경우는 대량 생산이 가능한 상태이며(한화케미칼 등 회사에서 생산 및 판매 중심) SWCNT의 경우는 현재 생산이 가능하지만 생산효율이 매우 낮아 매우 고가인 상태이다. BNNT의 경우, 우수한 전기적 및 열적 특성으로 산업적으로 기대되는 응용분야가 많지만 현재 대량생산이 이루어지지 않고 있으며 전 세계적으로 CNT와는 달리 제조 시 생성되는 불순물의 제거 및 생상성 문제가 해결되지 않은 상태로 응용연구가 부족한 상태이다. 중성자 흡수/차폐용 BNNT-고분자 복합재는 이러한 불순물들이 문제가 되지 않기 때문에 쉽게 적용이 가능한 분야로 판단되며 오히려 이러한 불순물들은 감마선 차폐를 용이하게 하는 장점이 있다고 판단된다. 또한, BNNT의 정제 및 표면처리 동시에 실시 할 수 있는 기술개발을 통해 시간 및 경제성을 확보하였다.

Abstract ▼

The objectives of this research are development of original technology for nuclear applications using Boron Nitride Nanotubes(BNNT), having similar properties as Carbon Nanotubes(CNT) which are popularly researching and studying recently, by developing fabrication, purification, and surface modifica

The objectives of this research are development of original technology for nuclear applications using Boron Nitride Nanotubes(BNNT), having similar properties as Carbon Nanotubes(CNT) which are popularly researching and studying recently, by developing fabrication, purification, and surface modification technologies and completing mass production systems. Comparing with BNNT, the CNT are commercially available because a lot of studies for CNT have been conducted in academic and industrial areas. Especially, m case of the Multi Wall CNT(MWCNT), the mass production is possible. In case of Single Wall CNT (SWCNT), it is possible to synthesis but the SWCNT is expensive because of low efficiency of production.
The BNNT has a lot of potentials in various applications because it has superior electrical and thermal properties. However, removing impurities from BNNT and completing mass production are still challenges. The BNNT containing impurities can be applied m BNNT !Polymer composites for neutron absorption or shield because the impurities are not a big issue. In addition, these impurities can help to shield gamma ray. In addition, we developed a novel technology which can perform modification of BNNT surface and purification simultaneously.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 11
• 목차 ... 13
• 표차례 ... 15
• 그림차례 ... 16
• 제1장 서론 ... 21
• 연구개발의 목적 ... 21
• 연구개발의 필요성 ... 21
• 제2장 국내외 기술동향 ... 24
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 27
• 제1절 질화붕소 나노튜브 제조기술 개발 ... 27
• 1. 붕소나노입자 제조 볼밀공정 개발 ... 27
• 2. BNNT 합성 실험 및 결과 ... 32
• 가. 볼밀링-열처리를 이용한 BNNT 합성 ... 32
• 나. TCVD(Theramal Chemical Vapor Deposition Process)를 이용한 BNNT 합성 실험 및 결과 ... 42
• 다. CO2 레이져를 이용한 BNNT 합성 실험 및 결과 ... 47
• 제2절 질화붕소 나노튜브 제조수율 향상연구 및 결과 ... 49
• 1. 수율 측정방법 ... 49
• 2. BNNT 합성 수율 분석 ... 50
• 가. 결정성에 따른 수율분석 ... 50
• 나. 반응가스조건에 따른 합성 수율 ... 52
• 다. 반응기체 흐름을 조절한 합성 실험 ... 55
• 라. 대량생산을 위한 합성장치 개발 및 실험결과 ... 59
• 제3절 질화붕소 나노튜브 정제 및 표면처리 기술 개발 ... 66
• 1. BNNT 표면처리기술개발 ... 66
• 2. BNNT 표면처리 정제기술 ... 68
• 가. 표면처리공정 ... 69
• 나. 1차 원심분리 ... 71
• 다. 투석공정 ... 71
• 라. 희석공정 ... 74
• 3. 자기력을 이용한 금속불순물 정제 ... 75
• 4. 정제 BNNT 분석기술 개발 ... 77
• 제4절 질화붕소 나노소재의 원자력응용 원천기술 개발 ... 80
• 1. BNNT 함유 고분자 복합재 제조 및 물성 실험 ... 80
• 2. BNNT 고분자(에폭시) 복합재 제조 및 물성 실험 ... 81
• 3. BNNT 함유 세라믹(알루미나) 복합재 제조 및 물성 실험 ... 87
• 4. BNNT 수소저장성 기초실험(한양대 공동실험) ... 90
• 제5장 목표달성도 ... 93
• 제6장 연구개발결과의 활용계획 ... 94
• 1. 기술적 활용 ... 94
• 2. 산업 분야 활용 및 경제사회적 파급효과 ... 95
• 제7장 참고문헌 ... 97
• 서지정보양식 ... 99
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 100
• 끝페이지 ... 100