• 대한공업교육학회지
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• 제35권2호
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• pp.204-223
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• 2010

본 연구는 이방성 재료인 Zr-2.5%Nb가 수소화물을 함유할 때, 고온 크리프 거동 특성을 규명하고자 한다. 이를 위해 50 ppm, 100 ppm, 200 ppm의 수소화물을 장입한 Zr 합금을 이방성의 영향을 최소화하고 실제 하중 조건인 2축 응력을 구현하기 위해서 $300^{\circ}C$에서 SP 크리프 시험을 행하였다. 이 시험을 통해 SP 크리프 곡선을 얻었으며, 각각의 시험편의 경향을 비교하였다. 50, 100 ppm의 경우에는 수소화물에 의한 고온 크리프의 열화 거동을 확연히 구분할 수 있었다. 반면에 200 ppm의 경우에는 크리프의 열화가 발생하지 않았다. 이런 사실은 SP 크리프 상수와 응력지수의 비교에 의해서도 확인할 수 있었다. 50 ppm과 100 ppm의 경우에는 크리프 상수가 감소하고, 응력지수는 증가하는 것으로부터 Zr 합금의 열화를 확인할 수 있으나, 반면에 200 ppm의 경우에는 크리프 상수가 도리어 증가하고, 응력지수는 감소하였다. 이런 사실로부터 수소화물이 Zr 합금의 고온 크리프 거동의 특성을 좌우하는 매우 중요한 인자임을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제36권6호
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• pp.712-720
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• 2012

광학현미경분석, 주사전자현미경분석 및 적외선분광분석을 이용하여, 열화시간 경과에 따른 유리섬유가 보강된 폴리아미드 66 복합소재의 열 열화 특성을 조사하였다. 열화시간이 증가함에 따라, 인장강도는 열화 초기 약간의 증가 후 점진적으로 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 열 열화가 진행됨에 따라 결정화도의 증가, 가교밀도의 증가, 사슬 전단 및 사슬 운동성의 감소 등에 기인한 것으로 판단된다. 적외선분광분석을 통하여, 폴리아미드 66 복합소재 표면상에 열화에 기인한 케톤 피크와 규소 피크의 증가를 관찰하엿다. 또한 세 가지 승온속에서 측정된 열중량분석 결과를 이용하여 폴리아미드 66 복합소재으 열 분해 반응동역학을 분석하였다. 통계학적 기법, UL 746B, Ozawa 및 Kissinger 등 여러 방법을 통해 계산된, 폴리아미드 66 복합소재의 활성화 에너지와 수명 예측간의 상관관계를 조사하였다. 열중량분석으로부터 계산된 활성화 에너지는 가속시험으로 구한 값보다 상대적으로 큰 값을 나타내며, 이는 폴리아미드 66 소재으 수명을 과대 평가하는 결과를 초래하였다. 본 연구에서는 다양한 사용 온도에서의 활성화 에너지를 외삽하여 계산 가능한 지수 패턴의 표준곡선을 개발하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.305-309
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• 2016

최근에 저가의 고분자 전해질 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel Cells, PEMFC)용 비불소계 전해질 막 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 sulfonated Poly (ether ether ketone) (sPEEK) MEA 내구성을 시험하기 위해 열화 가속화 기법을 이용하여 막과 전극이 동시에 열화되는 MEA 열화 실험을 진행하였다. 열화 전과 후에 I-V 분극곡선, 수소투과도, 전극 활성 면적, 막 저항과 부하 전달 저항을 측정하여 열화 전과 후를 비교하였다. sPEEK 막의 수소 투과도는 낮았지만, 저가습 OCV 조건에서 발생하는 라디칼에 Nafion과 같은 불소계막보다 sPEEK 막이 약했다. MEA 열화 실험 결과 144시간 후와 271시간 후 성능이 각각 15%와 65% 감소하였다. 144이후 급격한 성능감소의 주요인은 막에 발생한 핀홀의 Pt/C 입자에 의한 shorting 현상이라고 본다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.681-686
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• 2017

태양광 모듈에서 태양전지를 연결해주는 인터커넥터로 리본 솔더로 SnPbAg가 사용되고, 옥외 태양광 발전에 장기간 노출시 리본의 부식으로 인한 열화가 흔히 관찰된다. 이러한 부식현상으로 인하여 리본과 태양전지의 접합이 약해져 접촉저항이 증가하고, 또한 리본 자체의 직렬 저항이 증가하게 되어 태양전지의 전압 전류 곡선에서 충진률 손실로 출력이 저하된다. 본 논문에서는 리본의 부식을 완화시킬 수 있는 방법으로 희생양극법을 이용하여 순수 알루미늄 및 아연, 알루미늄, 아연 그리고 마그네슘의 합금을 이용한 5가지 희생양극 소재의 부식에 의한 열화 저감을 연구하였다. 전기화학적 방법으로 희생양극 소재의 개방회로 전위와 폐쇄회로 전위를 측정하였고, 포텐시오다이나믹 분극 곡선을 측정하고, 영저항전류계를 이용하여 리본과 소재간의 갈바닉 전류를 측정하였다. 또한, 아세트산과, NaCl에 리본과 희생양극 소재의 부착 전후의 침지시험과 4셀 미니모듈로 제작한 후 1500시간 고온고습 시험 전후 출력을 평가하였다. 그 결과 Al-3Mg와 Al-3Zn-1Mg의 희생양극 소재가 부식속도가 느리고, 출력저하를 저감시킬 뿐만 아니라 장기 안정성에도 효과적인 것으로 평가된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.27-35
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• 2016

비탈면 안정해석 기법과 유지관리를 위한 계측자료 해석기법은 다양하게 제시되어 있지만 두 기법을 연계할 수 있는 방안은 제시되지 않았다. 본 연구에서는 진행성 파괴에 대한 비탈면 안정해석과 계측기반의 유지관리를 통합할 수 있는 해석기법을 제안하였다. 시간 열화에 의한 비탈면의 붕괴과정은 강도감소계수를 적용한 지반강도정수를 이용하여 정량화하고, 비탈면 붕괴 시 까지의 안전율과 파괴범위를 산정하였다. 변위는 누적 변위 곡선과 변위 속도 곡선, 변위 역속도 곡선으로 정량화하여 유지관리 기법과 연계하였다. 제안된 절차로 해석을 수행한 결과, 누적 변위 곡선을 이용한 비탈면의 파괴모델은 기존 연구와 동일하게 3차 다항모델로 산정되었다. 붕괴 시점 예측에 적용되는 변위 역속도의 취성재료에서는 1차 직선식, 연성재료에서는 3차 다항식으로 감소되어 Fukuzono(1985)의 제안식과 일치하였으며 붕괴사례와도 유사한 거동을 나타내었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권5호
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• pp.464-470
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• 2010

고온, 고압에서 운용되고 있는 설비의 안전성을 평가하기 위해서는 사용시간 동안 열화된 역학물성을 정기적으로 점검하여야 한다. 비파괴적으로 열화된 설비의 역학적 특성을 점검하기 위하여 표면형 프로브(surface type probe)를 사용한 가역투자율 측정방법이 제시된다. 가역투자율 측정방법은 가역투자율이 자기 이력곡선의 미분값임에 근거하고 있다. 가역투자율은 교류 섭동 자기장의 주파수에 동조된 록-인 증폭기로 측정된 탐지코일에 유도된 전압의 제 1 고조파이다 가역투자율의 첨두값은 보자력 영역에서 나타난다. 실험에 사용된 강재는 12Cr 페라이트 내열강으로 $700^{\circ}C$의 등온에서 열처리 시간을 달리한 11개의 시편을 제작하였다. 가역투자율 첨두값 사이의 간격 (peak interval of reversible permeability: PIRP), 비커스 경도 및 인장강도는 열화가 진행됨에 따라 초기에는 급격하게, 후반에는 완만하게 감소하였다. PIRP가 감소함에 따라 인장강도와 비커스 경도가 선형적으로 감소하였고 이 상관관계를 이용하면 측정한 가역투자율로 12Cr 페라이트 내열강의 열화된 역학적 물성을 비파괴적으로 평가할 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권11호
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• pp.2860-2870
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• 1994

When crack are detected in aged turbine rotors of power plants, information on fracture resistance of the aged material at operating temperature is needed for determination of critical loading condition and residual life of the turbine. In this study, fracture toughness (J$_lc$) and tearing modulus(T$_mat$) of virgin and thermally degraded 1Cr-1Mo-0.25V steel, which is one of the most widely used rotor steels, were measured at 538.deg. C according to ASTM E813 and ASTM E1152, respectively. Five kinds of specimen with different degradation levels were prepared by isothermal aging heat treatment at $630^{\circ}C.$ It was observed that J$_lc$ and T$_mat$ value decreased as the degradation level increased. Analysis of microstructures using a scanning electron microscope showed that the decrement of J$_lc$ is related to segregation of impurities at grain boundaries. It was also verified that the DC electric potential drop method is accurate and reliable for crack length monitoring at elevated temperature.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.1503-1512
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• 1992

본 연구에서는 열화평가 및 수명예측에 있어서 가장 중요한 문제로 대두되는 기계구조물의 사용시간과 부식 정도에 대한 관계 곡선을 규명하기 위하여 실험실의 가혹 환경하에서 부식을 시키면서 표면을 측정한 데이터로 통계적인 파라메타(parame- ter)를 추정하여, 인공부식시킨 부식재로 피로 강도를 평가하고, 또 부식된 구조물의 잔존수명을 예측할 수 있는 하나의 방법을 제시하고저 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.503-503
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• 2007

본 논문에서는 지중배전(22.9kV) 선로에 사용되는 지상변압기를 대상으로 수행한 방열해석 및 개선과 변압기수명연장에 관한 검토 결과를 수록하였다. 변압기의 열화메커니즘에 대한 문헌 조사를 통해 변압기 온도와 수명간의 관계를 작도하였는바, 수명 평가를 위한 핵심 인자로 열에 의한 절연지의 열화에 초점을 맞추었다. 기존 외함에 설치된 방열구중 상부 위치를 상부판에도 변경하는 경우 약25%의 통풍량 증가 효과를 기대할 수 있을 것으로 평가 되었으며 상부판과 내함 사이에 형성되던 고온 영역에서의 온도를 약$15^{\circ}C$정도 낮출 수 있는 것으로 나타났다. 절연지의 인장강도 변화로 평가한 수명예측 곡선에 따르면 약$10^{\circ}C$의 은도 저감은 약10배의 수명 연장 효과를 가져오는 것으로 나타난바, 본 연구에서 확인한 방열구의 위치 변경에 따른 지상기기 내부의 온도 저하는 변압기 수명을 연장하는데 일조할 것으로 기대된다. 기존 지상변압기에서의 방열구조를 통해 변압기 온도와 수명간의 관계를 작도하였는바, 수명 평가를 위한 핵심인자로 효과적으로 방열할 수 있는 새로운 외함의 구조 및 디자인을 제시하고 시뮬레이션을 통해 개선효과를 예측하였다. 또한, 개선된 모델을 가지고 실제 변압기를 제작한 후 부하를 인가하여 개선전과 후에 대한 방열효과를 실증시험을 통해 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권2호
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• pp.169-173
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• 2009

Dynamic DSC와 TGA를 이용하여 NR/CR 고무복합체의 가황시스템에 따른 가교화반응과 열화반응특성을 연구하였다. 주어진 샘플에 대하여 승온속도를 각각 달리하여 DSC 곡선을 얻었고, 가황반응이 끝난 같은 샘플을 이용하여 TGA에서도 같은 승온 속도의 실험으로 열분해 곡선을 얻은 다음, Kissinger의 해석 방법에 따라 가교 및 열화 반응의 활성화에너지를 구하고 서로 비교하였다. 실험에 사용된 NR/CR 고무복합재료는 대개 $120{\sim}180^{\circ}C$와 $350{\sim}450^{\circ}C$ 사이의 온도영역에서 각각 가교 반응과 열분해반응이 일어나는 것으로 관찰되었으며 Kissinger의 해석방법이 잘 적용될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 DSC에 의한 생성 활성화에너지는 $83.0{\pm}5.0kJ/mol$로서 TGA에 의한 분해 활성화에너지인 $147.0{\pm}2.0kJ/mol$보다 매우 낮은 값을 나타내었다. 이러한 사실로부터 가황제/가황촉진제의 조성비 변화는 반응기구의 변화에는 크게 영향을 미치지 않지만 생성반응 시에는 샘플내의 저분자 화합물들과 함께 촉매역할을 하여 활성화에너지를 낮추는 역할을 하게 되는 반면, 반응이 끝난 후에는 더 이상 촉매로서 작용하지 못하게 되며 이에 따라 열분해활성화에너지는 주쇄의 분해반응에 의해 상대적으로 더 높게 나타내게 되는 것으로 생각할 수 있었다.