초록 ▼

◯ 액중 전기폭발에 의한 충격압력을 극대화 하여 흑연을 ND로 변환하는 방법을 탐색하였으나 폭발 과정의 관측과 제조된 샘플의 분석의 결과로 판단하면 흑연이 ND로 변환될 수 있는 압력이 얻어졌다고 보기 어려웠다.

◯ 액중 전기폭발법으로 제조된 샘플의 정제결과 전극으로부터 발생된 금속과 탄소가 ND와 유사한 구조의 복합물질을 이루고 있으며 금속을 제거하고 순수 ND를 얻는 것이 사실상 불가능함을 확인하였다.

◯ 전극으로부터의 금속 불순물 발생을 피하는 방법으로 펄스 에너지를 대폭 줄이고 흑연전극을 사용하여 펄

◯ 액중 전기폭발에 의한 충격압력을 극대화 하여 흑연을 ND로 변환하는 방법을 탐색하였으나 폭발 과정의 관측과 제조된 샘플의 분석의 결과로 판단하면 흑연이 ND로 변환될 수 있는 압력이 얻어졌다고 보기 어려웠다.

◯ 액중 전기폭발법으로 제조된 샘플의 정제결과 전극으로부터 발생된 금속과 탄소가 ND와 유사한 구조의 복합물질을 이루고 있으며 금속을 제거하고 순수 ND를 얻는 것이 사실상 불가능함을 확인하였다.

◯ 전극으로부터의 금속 불순물 발생을 피하는 방법으로 펄스 에너지를 대폭 줄이고 흑연전극을 사용하여 펄스방전의 충격파를 흑연입자에 인가하는 방법을 시도하였다. 나노초 펄스 방전의 충격파로 처리된 흑연 입자들이 초기 수백 마이크로미터에서 수 마이크로미터 사이즈로 잘게 부서지고 있으나 ND로 변환된 입자의 존재는 확인할 수 없었다.

◯ 아르곤 기체 중에서 흑연전극을 나노초 펄스방전을 실시한 결과 흑연전극으로부터 발생된 탄소 원자들이 비정질 응집체를 이루고 있으며 다수의 sp3 결합 탄소를 가지고 있는 것으로 추정되었다.

◯ 본 연구를 통해서 개발된 나노초 펄스방전 기술은 마이크로파 플라즈마 발생기술과 결합하여 새로운 ND 제조기술 개발을 가능하게 할 수 있고, 기존의 DLC 코팅의 탄소원자 발생원으로 활용이 가능하며, 금속 나노입자 제조의 새로운 방법이 될 수도 있다.

(출처 : 보고서 초록)

Abstract ▼

◇ Nano-Diamond (ND: Nano-Diamond) is a diamond particle with a size of around 10nm. It is recognized as a dream material due to outstanding characteristics such as high mechanical strength, excellent heat transfer characteristic and chemical stability peculiar to diamond.

◇ Pulse power techno

◇ Nano-Diamond (ND: Nano-Diamond) is a diamond particle with a size of around 10nm. It is recognized as a dream material due to outstanding characteristics such as high mechanical strength, excellent heat transfer characteristic and chemical stability peculiar to diamond.

◇ Pulse power technology using only pure electric energy makes it possible to expand the industrial application of ND material by using safe and eco-friendly method compared to detonation technology using gunpowder.

◇ As a result of maximizing the shock pressure due to wire explosion in liquid and trying to convert graphite to ND, a metal-graphite composite material similar in structure to ND was produced, but pure ND generation was not confirmed.

◇ As a result of attempting to convert graphite particles to ND by the nanosecond pulsed discharge technique by avoiding metal electrode impurities, it was confirmed that the graphite particles were miniaturized by the shock wave pressure, but ND generation was not confirmed.

◇ The results of the nanosecond pulsed discharge using graphite electrode in argon gas showed that the carbon atoms generated from the graphite electrode are amorphous aggregates and have a large number of sp3-bonded carbon atoms.

◇ Nanosecond pulsed discharge technology developed through this study presents possibility of developing new ND manufacturing technology by combining with microwave plasma generation technology.
(출처 : SUMMARY)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 10
• 제 1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 10
• 제 2절 연구개발의 범위 및 내용 ... 11
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 제 1절 국내외 기술 및 연구동향 ... 12
• 제 2절 특허동향 ... 13
• 제 3절 산업동향 ... 16
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 17
• 제 1절 탄소원자 결합과 다이아몬드 생성 ... 17
• 1. 탄소원자의 하이브리드 전자궤도 ... 17
• 2. 흑연이 다이아몬드로 변환되기 위한 조건 ... 20
• 제 2절 전기폭발 충격압 이용 흑연을 ND로 변환 시도 ... 22
• 1. 액중 전기폭발의 충격압 발생 ... 22
• 2. 액중 전기폭발 전원 시스템 구성 ... 23
• 3. 액중 전기폭발 챔버구성 ... 26
• 4. 단일 흑연봉 전기폭발 ... 28
• 5. 이중 흑연봉의 전기폭발 충돌법 ... 30
• 6. 전기폭발법으로 제조된 샘플의 분석 및 정제결과 ... 33
• 제 3절 나노초 펄스방전의 충격압을 이용한 ND 변환 시도 ... 38
• 1. 나노초 펄스방전의 충격압력에 의한 ND 제조 원리 ... 38
• 2. 나노초 펄스방전 실험장치 구성 ... 39
• 3. 나노초 펄스방전으로 제조된 샘플 분석 및 정제 결과 ... 42
• 제 4절 나노초 펄스방전에 의한 나노입자 제조 ... 44
• 1. 증류수 중 나노초 펄스 방전에 의한 Ag 나노분말 제조 ... 44
• 2. 아르곤 기체 중 나노초 펄스 방전에 의한 탄소나노입자 제조 ... 50
• 제 5절 연구결과 정리 및 고찰 ... 54
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 56
• 제 1절 목표달성도 ... 56
• 제 2절 관련분야에의 기여도 ... 56
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 57
• 제 6 장 참고문헌 ... 58
• 끝페이지 ... 63