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도재혁 (싱가포르기술디자인대학교) 나가라잔 라그하반 (싱가포르기술디자인대학교) 이종수 (연세대학교)
저널정보
대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제43권 제4호(통권 제403호)
발행연도
2019.4
수록면
297 - 306 (10page)
DOI
10.3795/KSME-A.2019.43.4.297

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본 연구에서는 폴리머 나노복합소재에 첨가되는 탄소나노튜브(CNTs)의 기하학적 파라미터에 따른 퍼콜레이션 임계치 예측 및 전기전도도 특성 변화를 관찰하였다. 이를 위해 2차원 대표적 체적 요소(RVE) 내부에 CNTs를 선분으로 난수 모델링을 수행하고 주기경계조건을 적용하였다. CNTs 간의 접촉하는 선분들의 교점과 연결성 정보를 이용하여 RVE 내부의 전체 저항 네트워크를 생성하였다. 두 전극 사이에 흐르는 전류 방향으로 전체 네트워크의 최단 경로를 이용하여 퍼콜레이션 발생 여부를 결정하였다. 이를 기반으로 몬테 카를로 시뮬레이션을 수행해 퍼콜레이션 확률을 예측하고, 키르히호프 전류 법칙과 유한요소법을 이용하여 전기전도도를 예측하였다. 이를 타 참고문헌과 비교하여 그 타당성을 검증하고 CNTs의 기하학적 파라미터가 전기적 특성과 퍼콜레이션 확률에 미치는 영향을 확인하였다.
#Polymer Nanocomposite(폴리머 나노복합재) #Percolation Threshold(퍼콜레이션 임계치) #Representative Volume Element(대표적 체적 요소) #Monte Carlo Simulation(몬테 카를로 시뮬레이션) #Kirchhoff's Current law(키르히호프 전류 법칙) #Finite Element Method(유한요소법)

목차

초록
Abstract
1. 서론
2. 퍼콜레이션 모델
3. RVE 모델링 및 시뮬레이션
4. MCs를 이용한 퍼콜레이션 확률예측
5. 폴리머 나노복합재의 전기전도도
6. 기하학적 파라미터 분석 및 검증
7. 결론
참고문헌

참고문헌 (17)

참고문헌 신청
Ijiima, S., 1991, “Helical Microtubules of Graphitic Carbon,” Nature, Vol. 354, pp. 56~58. google schola Doh, J. and Lee, J., 2016, “Prediction of the Mechanical Behaviors of Double Walled-CNTs Using Molecular Mechanics-Based Finite Element Method: Effects of Chirality,” Computers and Structures, Vol. 169, pp. 91~100. google schola Pandey, G. and Thostenson, E. T., 2012, “Carbon Nanotube-Based Multifunctional Polymer Nanocomposites,” Polymer Reviews, Vol. 52, No. 3, pp. 355~416. google schola Hu, N., Masuda, Z., Yan, C., Yamamoto, G., Fukunaga, H. and Hashida, T., 2008, “The Electrical Properties of Polymer Nanocomposites with Carbon Nanotube Fillers,” Nanotechnology, Vol. 19, No. 21, p. 215701. google schola Bao, W. S., Meguid, S. A., Zhu, Z. H. and Meguid, M. J., 2011, “Modeling Electrical Conductivities of Nanocomposites with Aligned Carbon Nanotubes,” Nanotechnology, Vol. 22, No. 48, p. 485704. google schola

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