탄소나노튜브의 마찰계수 및 마모율 측정

소개글

지난 학기 A+ 나온 리포트 중 하나입니다.

목차

1. 실험목적
2. 이론 및 실험과정
탄소나노튜브의 분산
탄소나노튜브의 분산을 위한 방법
나노복합재
마모시험
마모율
3. 실험분석
마찰계수
마모율의 계산
4. 마치며
Reference

본문내용

1. 실험목적탄소나노튜브의 기본개념 및 특성을 파악하고, 나노복합재의 제조 과정 및 나노복합재에서의 분산성이 중요성을 알아보고, 이 재료를 이용한 마모실험에서 주어진 데이터를 통해 마찰계수 및 마모율을 분석해봄으로써 재료의 물성을 평가해본다.
2. 이론 및 실험과정
2.1. 탄소나노튜브의 분산탄소나노튜브 합성과정에서 개개의 탄소나노튜브 입자 간에 응집현상이 발생하며, 물리적 응집은 μm 수준에서 나노튜브가 각각의 입자로서 다른 입자들과 서로 얽히고 감겨 있는 것이고, 화학적 응집은 nm 수준에서 단층벽 탄소나노튜브(SWCNT) 경우처럼 분자간 힘인 van der Waals 힘과 같은 표면인력(~950meV/nm)에 의해 응집되어 있는 것이다. 이와 같은 탄소나노튜브의 응집현상은 기계적 강도와 전도특성을 향상시킬 수 있는 3차원적 네트워크 구조형성을 방해하기 때문에 탄소나노튜브 분산기술은 다른 소재와 달리 간단한 문제가 아니며, 탄소나노튜의 활용을 위해 반드시 해결되어야 할 중요 과제이다.
2.2. 탄소나노튜브의 분산을 위한 방법위와 같은 이유로 최근 탄소나노튜브 분산에 대한 연구가 매우 활발히 진행되고 있다. 초음파처리에 의한 탄소나노튜브 절단, 산처리 된 탄소나노튜브의 외부 표면에 기능화를 통한 정전기적 분산, 각종 용매, 계면활성제, 폴리머 물질을 이용한 분산 등 많은 방법이 보고되고 있다.그 중 산처리를 이용한 탄소나노튜브의 분산은 질산이나 황산 등의 혼합산을 이용하여 나노튜브의 팁부분과 표면을 화학적으로 산화시킴으로써 히드록시기(-OH)등과 같은 기능기를 부여한다. 기능기를 갖게 된 탄소나노튜브는 탄소나노튜브간의 정적기적 반발력으로 인해 침전이 되지 않는 안정된 분산 용액을 얻을 수 있다. 이는 나노복합재를 제조할 때 복합재내에서 탄소나노튜브와 모재사이의 결합력을 높혀주어, 기계적 성질을 우수하게 해준다.그 외에도 초음파 처리, 볼밀링에 의한 분산, 연마와 마찰, 용매와 분산제를 이용한 분산, 표면 기능화, 고분자를 이용한 분산 등의 여러 가지 분산을 위한 방법들이 연구되고 있다.

참고 자료

- 나노넷(한국과학기술정보연구원) 나노위클리 (No.158) `탄소나노튜브 분산기술`
- Composites Science and Technology 65(2005) 719-725 ‘나노튜브 분산용매에 따른 단일벽 탄소 나노튜브 보강 에폭시 나노복합재료의 특성’
- 두산백과사전 EnCyber & EnCyber.com ‘마모시험’