상변화물질을 이용한 고분자복합재료의 방열성능 향상에 관한 연구 :A study of heat dissipation characteristics of polymer composites with phase change materials

권준혁

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자료유형: 학위논문

저자정보: 권준혁 (성균관대학교, 성균관대학교 일반대학원)

지도교수: 서종환

발행연도: 2016

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이용수6

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

상변화물질을 이용한 PMMA 복합필름의 방열 성능 향상에 관한 연구

권준혁 , 윤범용 , 조승현 외 5명 Composites Research 2017.01 학술저널

2016

상변화물질을 이용한 고분자복합재료의 방열성능 향상에 관한 연구

권준혁 고분자공학 2016.01 학위논문

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비약적인 기술의 발전으로 인해 전자제품의 고성능화를 이루었지만, 이와 동시에 발열량과 발열 밀도 또한 급격히 증가하여 문제가 되고 있다. 이를 해결하기 위한 에너지 저장 및 회복의 과정을 가지는 상변화물질을 이용한 열 저장체계가 연구가 필요하다.
특히 상변화물질 중 높은 잠열량과 특정 온도에서 공융점을 가지고 과냉각 현상이 적은 paraffin이 산업 전반에서 사용되고 있다. 이처럼 paraffin은 우수한 물성을 가지는 재료이나 용융점이상의 온도에서 흘러내리지 않게 형상을 유지하는 것이 중요하다. 이를 막기 위해 본 연구에서는 paraffin입자가 캡슐화된 상변화물질을 사용하고 입자를 matrix polymer에 분산시켜 고분자를 지지체로 활용한 복합재료를 제작하여 누수를 방지하였다. 또한 낮은 열전도성을 극복하기 위해 graphite sheet와 single layer graphene을 이용한 Hybrid PCM/PMMA composite을 제작하여 열전도도의 증가로 인해 향상된 방열특성을 확인하였다.
본 연구에서는 외부로의 열의 방출과 더불어 상변화물질의 잠열특성을 융합한 최대의 방열성능을 갖는 복합 PCM/polymer composite를 제조하였고, 복합재료의 구조에 따라 방열성능에 미치는 영향을 고찰 하였다.

#상변화물질 #복합재료 #방열성능 #잠열 #그래핀

제1장 서론 1
1.1. 연구배경 및 목적 1
1.1.1. 연구배경 및 목적 1
1.2. 이 론 4
1.2.1. 상변화물질 (Phase Change Materials) 4
1.2.2. Graphite 6
1.2.3. Graphene 7
1.2.4. 잠열 축열(latent heat storage) 8
1.2.5. 현열 축열(sensible heat storage) 9
1.2.6. Poly(methyl methacrylate) (PMMA) 10
제2장 실험 11
2.1. 실험재료 11
2.1.1. 실험재료 11
2.2. 실험방법 12
2.2.1. PCM/PMMA composite film의 제조 12
2.2.2. 열적 특성 분석 14
2.2.3. Morphology analysis 14
2.2.4. Raman analysis 15
2.2.5. Chemical vapor deposition (CVD) process 16
2.2.6. 방열 성능(heat dissipation capability) 측정 17
제3장 결과 및 고찰 19
3.1. 재료 분석 19
3.1.1. 상변화물질의 형상 및 열적 물성 분석 19
3.1.2. Paraffin binder의 열분석 25
3.1.3. 범용성 고분자필름의 열분석 26
3.1.4. Single layer graphene의 형상 및 raman 분석 29
3.2. 방열 성능 비교 31
3.2.1. PCM/PMMA composite film의 방열 성능 분석 31
3.2.2. 용융점이 다른 상변화물질사용에 따른 방열 성능 변화 35
3.2.3. PCM paste를 도입에 따른 복합재료의 방열 성능 변화 37
3.2.4. 열전도도가 향상된 hybrid PCM/PMMA composite film의 방열 성능 평가 39
3.2.5. 실제 전자기기에서의 composite films의 방열 성능 평가 42
제4장 결론 45
참고문헌 49
Abstract 54

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