• 기계저널
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• 제26권4호
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• pp.284-289
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• 1986

이들 기기, 장치는 대부분 철강재가 그 근간을 이루고 있지만, 특히 고온부를 형성하는 부재는 내열용 철강과 합금이다. 강을 모재로 하고 고온에서의 강도유지를 위하여 유용한 소랴의 Cr, Mo 등을 합금시킨 저합금내열강이 1차적으로 사용되어 왔으나 사용조건이 고도화 되면서 이들 합금성분 량이 늘어나 주로 Cr 성분을 증가시킨 고 Cr 페라이트계, 그리고 Ni 성분을 다량으로 첨가한 오스테나이트계 내열강이 제 2차, 제 3차대상이 되어 연구 발전되어 왔다. 그 사용한계는 사용 가스등 환경의 영향과 고온의 크리이프나 피로, 파괴에 대한 저항성등에 크게 좌우되지만, 대개 2.25Cr-1Mo 강의 저합금강에서 $550^{\circ}C$, 9~12% Cr인 페라이트계 내열강에서 $^650{\circ}C$ 까지가 한도이며 그 이상온도에서는 오스테나이트계 내열강이 고려의 대상이 되고 있는 것 같다. 이들 고온부에 사용되는 철강 재료를 중심으로 최근의 동향을 주로 금속학적 입장에서 살펴보기로 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.30-30
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• 1998

Solid rocket motor case의 internal insulator로 미가류 형태의 내열재에 적당하게 tacky성과 삭막 특성을 고려한 조성을 개발하여 시스템에 성공적으로 적용하였다. 개발된 내열재의 주요 조성으로는 base polymer로 EPDM과 CR을 80/20으로 blend하여 적용했으며, 삭막 특성 향상을 위해 아라미드 섬유인 Kevlar 29를 5 phrs, Hydrated silica인 Zeosil 155를 30phrs 적용하였다. 이와 같은 조성으로 제작된 내열재는 삭마시험, 인장시험, 열특성시험 등 각종 특성시험을 수행하여 시스템에 적용하기 위한 성능을 확인하고 공정에 적용하였다. ST-8 표준 모타에 적용하여 삭막시험한 결과 삭마율 0.21mm/sec를 얻었고, 추진기관 사용 온도인 -4$0^{\circ}C$-6$0^{\circ}C$ 온도 범위에서 기계적성질 값을 측정하여 성능 저하가 없는 안정된 값을 얻었으며, DSC로 Tg point 측정 결과 -55$^{\circ}C$로 나타나 저온특성이 우수한 EPDM 내열재 특성을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제7권2호
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• pp.36-49
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• 1983

최근 높은 경제성과 용접성의 우수성에 의한 마찰 용접의 응용에 있어서 내열.내식 재료가 개스터어빈, 기관, 핵 발전기등의 기계 부품 생산 공업에 널리 이용되고 있다. 따라서 이종내열 합금강의 마찰 용접된 부품을 이용함에 있어서 내식.내마모 및 용접성 뿐만 아니라 고온 피로 강도와 크리이프 강도 등의 복합 특성에 관한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 마르텐사이트계 실크롬 내열강과 오오스테나이트계 닉켈크롬 스테인레스강의 이종 내식.내열 합금강의 최적 용접조건하에서 마찰 용접된 후의 시효 열처리가 용접재의 700 .deg.C 고온 회전 굽힘 피로강도 특성에 미치는 영향에 관하여 실험과 강도해석에 의해 조사되었고 용접후의 용체화 처리와 시효 열처리법에 의한 내열강 마찰 용접강도 개선법을 개발코저한 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.11-19
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• 2001

기능경사재(FGM)는 구성 물질의 체적분율(volume fraction)이 복합재 전체에 걸쳐 연속적 그리고 기능적으로 분포되어 있어, 기존의 이종물질 접합식(bi-material-type) 복합재보다 현저히 우수한 열기계적 특성을 가진다. 하지만, 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 거동은 체적분율의 분포형태와 경사층이 차지하는 상대두께비에 따라 절대적으로 좌우된다. 본 연구는 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 특성의 이들 두 설계인자에 대한 파라메트릭 FEM해석을 다룬 것이다. 열-탄소성 이론과 유한요소 근사화에 따라 연구용 2차원 FEM 프로그램을 개발하고, 대표적인 3층 구조의 2차원 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 특성을 설계변수의 다양한 조합에 따라 분석하였다.

• 공업화학
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• 제4권2호
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• pp.264-272
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• 1993

소형화되는 전기, 전자 제품의 효율성과 신뢰성를 제고시키기 위해서 주요 부품인 마그네트 와이어의 내열성에 대한 연구가 진행되고 있다. 마그네트 와이어의 내열성은 주로 에나멜 바니쉬로부터 형성되는 고분자 피막의 물성과 밀접한 관계가 있다. 내열성 에나멜 바니쉬의 설계와 도막 형성과정이 와이어의 물성과 관련지어 논의되었다. 아울러 내열성에 영향을 주는 요인들을 완성 와이어의 물성 평가방법을 통하여 고찰하였다.

• 국방과기술
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• 9호통권163호
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• pp.46-50
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• 1992

고온, 고압의 추진제 연소가스로부터 노즐 구조물을 보호하기 위해 사용되는 열 차폐용 삭마성 내열재료(ablative material)의 종류와 재료선정을 위한 시험방법, 설계 및 제작기법, 성능평가 기준 등에 관한 연구동향을 검토하고 본 연구팀의 연구결과를 제시하였습니다 고체추진제 연소 환경하에서의 노즐 보호재료로서는 고분자계 삭마성 내열재가 주로 사용되는데, 이 ablative material에는 여러 종류가 있으나 높은 heat flux와 빠른 mass flow에 대한 내열을 위해서는 페놀, 폴리이미드 등 열경화성 수지인 charring material이 모재로 주로 사용되며 강도향상을 위해서 탄소, 실리카, 석면, 유리등의 강화섬유가 보강재로 사용됩니다 현재는 모재로서 고분자계 수지외에도 세라믹과 같은 무기재료, 금속재료등과 강화섬유를 조합하여 내열성과 강도가 향상된 재료를 개발하는 연구도 진행되고 있습니다

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.32-32
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• 2000

잠입노즐은 로케트 추진기관의 길이 및 중량을 감소시켜 체계설계의 관점에서 볼 때 많은 이점을 제공한다. 본 연구에서는 3단형 과학로케트 원지점 차넣기 모타(apogee kick motor)에 적용하기위한 잠입노즐의 기초기술 개발에 주안점을 두었다. 고고도에서 저속으로 회전하며 비행하는 원지점 차넣기 모타를 제작하기위해서 체계 요구성능에 의해 예상된 실물형의 50% 크기에 해당하는 축소형 잠입노즐을 제작하였다. 잠입노즐은 잠입부의 내외부가 고온의 추진제 연소가스에 노출된 상태에서 노즐 내부 압력 외에 연소실압에 의한 외부압력이 작용하므로 이를 고려한 열 및 구조설계가 중요하다. 본 연구에서는 노즐 수렴부와 목부에 일체형 그라파이트 소재를 적용하고 확장부 내열재 및 잠입부 배면내열재에 탄소/페놀 복합재를 노즐 내열재로 사용하였다. 그리고 이들의 구조적 지지를 위해 스틸구조물을 적용하였다. 적용된 스틸구조물에는 K형 열전쌍을 이용해 내열재와 구조물 온도를 측정할 수 있는 관통구멍 및 나사부를 구조물 외변에 가공하였다. 열전쌍은 노즐 목직경의 2, 4배 되는 확장부 내열재 단면위치의 2mm와 4mm 깊이와 구조물 내면 및 외면의 4개소에 열전쌍을 부착하여 지상연소시험시 노즐 내열재와 구조물의 온도분포를 관찰한다. 그리고 노즐 조립시 확장부 내열재와 구조물에 각 각 반원형 홈을 내어 여분의 접착제가 원형 홈에 밀려들어가 경화되어 노즐 기밀유지와 체결력을 향상시킬 수 있는 원형공간 접착제 충전 공법을 적용하여 실제모타에 대한 적용가능성을 지상연소시험을 통해 확인한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.119-125
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• 2017

로켓 노즐에 적용되는 내열재는 고온의 연소가스에 노출되어 표면이 파괴되고 내부의 수지재질이 열분해되는 복잡한 열화학적 변화를 겪으며 이러한 현상을 예측해야 노즐의 내열설계가 가능하다. 따라서 본 연구에서는 로켓 노즐 유동장과 탄소계 내열재의 표면삭마 및 내부 열반응을 통합하는 코드를 개발하여 노즐의 표면변화와 내열재 내부의 열응답을 도출하고자 하였다. 노즐 열유동장에서 발생하는 표면 열유속과 내열재 내부 열전도를 계산하기 위해 CFD를 사용하였으며 내열재 내부에서 발생하는 밀도변화와 흡열반응을 내부 에너지 방정식에 고려하였다. 또한 내열재 표면에서의 삭마계산을 위해 경계층 가정이 적용된 대수식을 이용하였다. 개발된 해석기법을 검증하기 위해 소형 시험모터에 대한 해석을 수행하였으며 해석결과 노즐 목의 삭마가 다소 크게 예측되었으나 내열재 형상변화 및 내부 열전도가 잘 해석되는 것을 확인하였다. 또한 실험에서 측정된 온도와 비교 시 가열 구간에서 유사한 가열 속도를 나타내는 것을 확인하였으며 온도 오차는 100K 내외로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권2호
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• pp.37-47
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• 1999

본 논문은 노즐내열재의 삭마로 인해 야기된 형상변화를 고려하면서 로켓노즐 내열재의 삭마량 및 온도분포를 해석하는 열반응해석에 대해 기술하였다. 열반응 해석에서 표면 삭마는 Zvyagin의 모델을, 내부 열분해는 Yaroslavtseva의 모델을 사용하였다. 노즐내열재의 형상변화로 인한 경계면 이동을 고려하기 위하여 변형가능한 유한요소 격자를 사용하였다. 본 수치해석기법의 타당성을 입증하기 위해 로켓 노즐내열재에 대해 열해석을 수행하였으며, 그 결과 수치해는 실험결과와 잘 일치함을 보였다. 노즐내열재에서의 시간에 따른 온도변화 및 삭마량을 계산하고 고찰하였으며 또한 탄소/탄소 내열재 및 탄소/페놀릭 내열재의 열반응상수가 노즐내열재의 삭마량에 미치는 영향에 대해서 검토하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.73-79
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• 2012

본 연구에서는 높은 강도의 가스흐름으로부터 연소실 내부를 보호하기 위하여 carbon fabric을 삽입한 EPDM계 내열재를 개발하였다. 연소관 내열재의 삭마 특성을 시험하기 위하여 6-inch 모사모타에 extension tube를 연결하였고, 모타와 extension tube 사이에 구멍이 있는 FRP를 삽입하여 추진제 연소 시 높은 강도의 가스흐름을 유도하였다. 결과적으로 연소시험후 carbon fabric/EPDM 연소관 내열재의 삭마량은 다른 연소관 내열재들에 비해 감소하는 것으로 확인되었다.