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첨단기술정보

입자 고결체의 Micro 구조와 Macro 역학특성

전문가 제언: □ 반도체재료, 건축자재 및 환경설비의 구조요소로 다공질 재료와 같은 입자 고결체가 많이 이용되고 있다. 특히 환경설비의 구성요소인 filter bag, packing, 활성탄, 촉매나 bio filter등의 담체 등은 비표면적, 공극률 및 유체의 투과율이 장치의 성능을 좌우한다. 거시구조인 장치 내에서 이 요소들의 형태와 충진율, 표면적, 전달률 등과 같은 미시적인 역학의 변화로부터 얻어지는 많은 계수(factor)들은 많은 실험과 경험으로 얻어졌으나, 지금은 미시구조모델이나 시뮬레이션역학 및 유체전산역학(FCD)등으로 더 확실하고 쉽게 구조를 밟히고 계수가 계산되어진다.

□ 구상입자 고결체의 특성은 입자의 배치가 랜덤하여 구조적 주기성이 없고, 공극부분과 고체부분이 완전히 연결되어 있으며, 입자의 결합부는 아주 가늘고 미세하여 거시(macro) 특성을 지배한다.

□ 고결체의 거시역학 특성의 시뮬레이션은 중력의 영향을 받고 수직이방성을 나타낸다. 포아손비는 미시(micro) 구조에 많은 영향을 주는 인자가 되고 있다.

□ 미시구조 즉 대부분 랜덤 충진 구조는 미해결의 문제가 많으므로, 새로운 시뮬레이션 등을 개발하여 미세구조의 특성인 매개 계수들이 밝혀지기를 기대한다.