음향 작동기를 위한 투명한 xGnP/PVDF/xGnP 그래핀 복합재료 필름의 계면 내구성 및 음향 특성
Interfacial Durability and Acoustic Properties of Transparent xGnP/PVDF/xGnP Graphite Composites Film for Acoustic Actuator
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초록
음향작동기의 응용으로, CNT, ITO와 xGnP로 코팅된 PVDF 나노복합재료의 계면접착 내구성과 전기적 특성을 평가하였다. CNT, ITO와 xGnP의 고유 전기적 특성으로 인하여 xGnP로 코팅된 나노복합재료가 CNT, ITO 경우보다 다소 낮은 전기저항을 나타내었으나, 모두 양호한 음향특성을 보여주었다. 나노복합재료의 계면 내구성은 정적 접촉각 시험을 통해 미처리 CNT와 플라즈마 처리된 CNT 그리고 플라즈마 처리된 PVDF간의 표면에너지, 접착일, 그리고 퍼짐계수를 평가하여 계면 내구성과의 상호 관련성을 확인하였다. 음향 작동기로서 xGnP 나노복합재료의 최적의 작동성은 시편의 곡률반경, 코팅정도를 달리하여 음향 측정기를 사용하여 음향특성을 측정하였다. 나노재료의 고유의 전기적 특성으로 인하여 xGnP가 CNT나 ITO보다 음향작동기로서 더 적합함을 알 수 있었다. 곡률반경이 약 15도일 때 가장 적합하며, 코팅두께에 따라 음향특성이 차이가 나지만 투명도도 좋으면서 음향특성도 우수한 음향 작동기를 제작할 수 있었다.
Abstract
Interfacial durability and electrical properties of CNT, ITO or xGnP coated PVDF nanocomposites were investigated for acoustic actuator applications. The xGnP coated PVDF nanocomposite exhibited better electrical conductivity than CNT and ITO case due to the unique electrical property of xGnP, and this nanocomposite also showed good sound characteristics. Interfacial adhesion durability between either neat CNT or plasma treated CNT and plasma treated PVDF were measured by static contact angle, surface energy, work of adhesion, and spreading coefficient tests. The optimum acoustic actuation performance of xGnP coated PVDF nanocomposite was measured using sound level meter with changing radius of curvature and coating conditions. As compared to CNT and ITO, the xGnP was known as more appropriate acoustic actuator due to the characteristic electrical property. It is the most appropriate condition when the radius of curvature is 15 degree. Although sound characteristics were different with various coating thicknesses, it is possible to manufacture transparent actuator with good sound quality.
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