• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.34-39
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• 2016

열분석기인 시차 주사 열량계를 이용하여 $BKNO_3$ 화약의 아레니우스(Arrhenius) 동역학 상수인 활성화 에너지와 Pre-Exponential Factor를 구하였다. 기존의 방법과 달리 고온 가속 노화와 DSC를 병행하여 보다 정밀한 활성화 에너지를 구하였고 열 유속의 적분값을 비교하여 저장 온도에 따른 분율을 구하였다. 이를 통하여 수명 예측을 위한 $BKNO_3$ 화약의 가속노화 시험 조건을 제시하고 열 가속노화에 관한 의미를 재고하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.90-96
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• 2018

고체 점화제 $BKNO_3$는 항공우주 및 유도탄 등의 점화제로 널리 적용되는데 본 연구에서는 $BKNO_3$의 제조공정과 특성평가를 수행하였다. 이 고체 점화제는 금속분말과 산화제 그리고 유기 고분자물질(결합재)로 구성된다. 증발법(evaporation process)을 사용하여 원료들을 균질하게 혼합하였다. CEA 프로그램을 사용하여 $BKNO_3$의 물질특성 및 열적 반응 해석을 통한 최적 조성비를 설계하였으며, 입도, 형상, 감도, 열량 분석 등의 특성 평가를 수행하여 결과를 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.39-48
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• 2017

PMD 산업에서 주로 사용되는 ZPP와 $BKNO_3$에 대한 연소 모델링을 수행하였다. 구성방정식으로는 Saint Robert's law와 에너지보존식, 그리고 Noble-Abel 상태방정식을 사용하였다. 구축된 연소 모델과 실제 CBT에서 얻은 압력 결과데이터를 비교하였다. ZPP의 경우, 모델이 실험 결과와 유사한 압력곡선을 예측하였지만, $BKNO_3$는 챔버의 부피가 작을 때 모델이 실험보다 큰 최대압력을 도출하였다. 이에 대해 $BKNO_3$의 미연소성을 고려하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.433-439
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• 2017

고체 점화제 $BKNO_3$는 항공우주 및 유도탄, 자동차 산업 등에 점화제로 널리 적용되는데 본 연구에서는 $BKNO_3$의 제조공정 과 특성평가를 수행하여 정리하였다. PMD에 사용되는 고체 점화제는 보통 금속분말과 산화제 그리고 유기 고분자물질(결합재)로 구성되며, 이들 원료들을 균질하게 혼합하기 위하여 본 연구에서는 증발법(evaporation process)를 사용하여 원료를 제조하였다. 원료 물질의 특성 및 열적 반응 해석(CEA Program)을 통한 최적 조성비를 설계하였으며, 이들의 입도/형상/감도/열량 분석 등의 특성 평가를 수행하여 결과를 비교 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1036-1037
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• 2017

본 연구는 3종류의 점화제(BKNO3, THPP, ZPP)에 대한 노화 반응을 수행하였다. 점화제의 수명은 대기에 포함된 산소와 수분의 영향을 받는다. 예를 들면 $BKNO_3$의 경우 산소, 수분과 결합하여 산화물 또는 수산화물의 형태로 반응이 이루어진다. 이러한 반응은 점화 반응에 있어서는 좋지 않으며, 점화제의 노화 현상의 분석에 있어 매우 중요한 정보가 될 수 있다. 열역학 계산은 점화제의 초기온도, 조성 등으로써 화염온도를 계산하며, 그로써 노화 반응을 설명할 수 있다. 노화에 의해 점화제가 불완전 연소 되었다면, 화염온도는 완전 연소 되었을 경우보다 낮은 범위에서 형성될 것이다. 본 연구에 대한 결과가 점화제의 노화 반응 분석에 대한 뒷받침이 될 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.104-110
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• 2019

붕소-질산칼륨($BKNO_3$)의 열분해특성을 비등온방식의 TGA(열중량분석법)를 사용하여 평가하였다. 상온과 $600^{\circ}C$의 온도범위에서 2단계에 걸쳐 질량감소가 발생하는 것이 관찰되었다. 열분해특성에 대한 속도론적 파라메타값들은 TGA로부터의 데이터를 AKTS Thermokinetics 소프트웨어를 사용하여 분석되었다. $200^{\circ}C$에서 $360^{\circ}C$의 온도범위에서 발생하는 1차 무게감소는 바인더 (Laminac/Lupersol)의 열분해에 해당하며, Friedman의 등전환법으로 분석되는 경우 활성화에너지는 120에서 270 kJ/mol 사이의 값을 가진 반면에 2차감소 영역($360-550^{\circ}C$)에서의 활성화에너지 값은 150에서 400 kJ/mol의 범위 내에 있었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제17권3호
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• pp.387-393
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• 2014

The combustion pressure and thrust of aft-igniter were measured to investigate the characteristics of ignition charge. Granule and pellet shape ignition charge of $BKNO_3$ and MTV(Magnesium-Teflon-Viton) were used for igniters. Ignitions with granule charges show abrupt increases of combustion pressure and thrust compared to those of pellet charge. $BKNO_3$ igniter shows higher combustion pressure than MTV igniter due to higher combstion rate. Mg particle size affects the combustion pressure of MTV igniter.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.513-516
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• 2017

화약 기반 소자 (PMD)에서 장기간 보관을 하게 되면 소자 안에 있는 화약이 노화되어 폭발력에 변화가 생기기 때문에, 일정 기간이 지나면 폐기 처분을 하게 된다. 그렇기 때문에 PMD 안에 사용하는 화약은 자발적 혹은 외부적 요인에 대하여 화학적 및 물리적으로 안정해야 한다. 기존에 사용되는 화약으로서 $BKNO_3$과 THPP를 대표적으로 이용하기 때문에, 이 화약들을 기반으로 하여 열역학적 및 속도론적 분석을 실시하였다. Differential scanning calorimeter (DSC)를 이용하여 발열량과 반응속도를 분석하였는데, 그 결과 THPP에서는 열량 차이 및 반응속도에 큰 변화가 보이지 않았다. 추가적으로, 노화에 직접적으로 연관되는 산화막 형성을 확인하기 위하여 XPS 및 TEM-EDS 분석하였는데, 열적 분석 결과와 상응하는 결과로서 산화막이 관측 되지 않았다. 이는 THPP가 장기 안정성 측면에서 가장 유명한 화약이라고 판단 할 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권4호
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• pp.79-88
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• 2017

램젯 연소실 조건에서 점화보조제가 도포된 Fuel-rich 추진제의 점화 실험을 수행하여 점화 지연과 연소 유지를 확인하였다. 연료 그레인은 HTPB에 AP 파우더 15 wt.%, Al 파우더 5 wt.%가 혼합된 형태로 구성되어 있다. 한편 연료 그레인에 $NC/BKNO_3$와 Composite 추진제로 이루어진 점화보조제를 도포하여 빠른 점화지연이 나타나도록 하였다. 에탄올 블렌딩 과산화수소 가스발생기를 통해 램젯 연소실의 공기와 가깝도록 온도, 압력, 산소 조성을 조절한 산화제 가스를 유속 $200kg/m^2s$으로 공급하였다. 실험 결과, 점화보조제가 잘 작동하여 연료그레인에서 0.6초의 점화 지연시간을 파악하였고 연소 중에는 화염이 유지되는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.957-967
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• 2017

첨가제와 점화 보조제가 적용된 고체연료 램젯 용 연료 그레인의 연소시험을 수행하여 점화 지연과 연소 효율을 확인하였다. 연료 그레인은 HTPB에 AP 파우더 15 wt.% 보론 입자 5 wt.%가 혼합된 형태로 구성되어 있다. 연료 그레인에 $NC/BKNO_3$와 Composite 추진제로 이루어진 점화보조제를 도포하여 우수한 점화성능을 확보하였다. 에탄올 블렌딩 과산화수소 가스발생기를 통해 램젯 연소실의 공기와 가깝도록 온도, 압력, 산소 조성을 조절한 산화제 가스를 유속 $200kg/m^2s$ 으로 흐르도록 설정하였다. 실험 결과, 점화보조제의 작동을 통해 연료그레인에서 0.5초의 점화 지연시간을 파악하였다. 또한 보론의 연소를 통해 8 bar의 일정한 연소실 압력과 0.86의 높은 연소 효율을 확인하였다.