• 제목/요약/키워드: 입계기공

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입계기공의 확산성장 모델을 이용한 고온기기의 크립균열전파해석(1)-응력장 및 균열전파속도에 미치는 입계기공의 영향- (Analysis of Creep Crack Growth at High-Temperature Components by Diffusive Growth Model of Grain Boundary Cavities (I)-Effect of Grain Boundary Cavitation on Stress Field and Crack Growth Rate-)

  • 전재영
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권4호
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    • pp.1177-1185
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    • 1996
  • The crack growth under creep condition is one of the major damage mechanisms which determines remaining life of the component operating at high temperatures. In this paper, the creep crack growth by grain boundary cavitation is studied, which is frequently observed failure mechanism for creep brittle materials. As a result of diffusive growth of creep cavities, it is shown that the crack-tip stress field is modified from the original stress distribution by the amount of singularity attenuation parameter which is function of crack growth rate and material properties. Also, the stress relaxation at crack-tip results in the extension of cavitating area by the load dump effect to meet the macroscopic force equilibrium conditdion.

입계기공의 확산성장 모델을 이용한 고온 기기의 크립균열전파 해석 (2)

  • 전재영
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권4호
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    • pp.1186-1193
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    • 1996
  • The analytic solution of the stress field at creep crack in the presence of grain boundary caviation is to be obtained by solving the governing equation which was derived through the previous paper. The complex integral technique is used to slove the singular integral equation. under the help of the information about stress behaviors at the ends of integral region know by numerical solution. The resultant stress disstribution obtained shows the relaxed crack-tip singularity of $r^{1/2+\theta}$ due to the intervention of cavitation effect, otherwise, it should assumed to be $r^{1/2}$ singularity of linear elastic fracture mechanics with no cavitation.

12Ce-TZP 세라믹스의 소결에서의 CaO의 역할 (Role of CaO in the Sintering of 12Ce-TZP Ceramics)

  • 박정현;문성환;박한수
    • 한국세라믹학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.65-65
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    • 1992
  • 12Ce-TZP의 소결에 미치는 CaO의 역할에 대하여 연구하였다. CaO의 첨가는 Ce-TZP의 격자결함구조와 확산의 율속종인 cerium과 zirconium 이온의 확산계수를 변화시켜 치밀화를 촉진시킨다. CaO는 또한 소결과정중 결정립 성장을 억제하며, 이는 소결과정중 임계 이동시 입계로부터의 기공의 분리를 방지함과 동시에 기공으로부터 입계로의 공격자의 빠른 확산을 유지시킴으로써 이론밀도까지의 소결을 가능하게 한다. Ce-TZP의 결정립 성장 억제는 calcium의 입계편석에 의한 입계 이동도의 감소에 의하며, calcium의 입계편석을 AES 분석으로 확인하였다.

그래핀 결정입계의 이동 및 결함과의 상호작용 (Movement of graphene grain boundary and its interaction with defects during graphene growth)

  • 황석승;최병상
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.273-278
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    • 2014
  • 다결정 및 단결정 Cu 시편에 CVD를 이용하여 그래핀을 합성 하였으며, 광학현미경 조직사진을 이미지 조절 및 분석 가능한 소프트웨어를 활용하여 광학현미경 조직사진 상에서는 구분이 어려운 그래핀 합성에 따른 미세한 특성들을 이미지 분석을 통하여 구현하였다. 그래핀이 Cu 시편의 결정입계에서 핵 생성하여 Cu 입내로 성장하는 거동을 보이고, 그래핀 성장 시 그래핀 입계의 이동이 Cu 입계 및 기공과 상호작용하는 현상들에 대하여 설명하고, 결과적으로 야기되는 문제들의 원인과 결과를 논하였다.

크리프 기공의 초음파 비파괴평가에 관한 연구 (Ultrasonic Nondestructive Evaluation of Creep-Induced Cavities)

  • 장영수;정현조
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.110-117
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    • 1999
  • 크리프 손상을 단계적으로 받은 순수 구리 시편에 대하여 손상 진전에 따른 기공의 미시구조 변화를 관찰하고 초음파 속도와 주파수 의존 진폭 스펙트럼 및 감쇠를 측정하였다. 손상 진전에 따른 입계기공의 비등방적 성장으로 인하여 하중축에 대하여 세 방향으로 측정한 속도는 이방성 거동을 보였다. 최대 2%의 기공에 대하여 종파와 횡파는 각각 11%와 4%의 속도 감소를 보였으며, 기공량의 증가와 함께 비선형적인 감소 경향을 보였다. 진폭 스펙트럼은 기공량이 증가함에 따라 고주파수 성분이 감소하고 중심 주파수가 저주파수로 이동하였으며, 감쇠는 사용 주파수 범위에서 거의 선형적인 거동을 보였다. 기공량의 정량적 비파괴평가 파라미터로서 정규화 속도, 진폭 스펙트럼의 중심 주파수, 감쇠 기울기를 선정하였으며 기공량과의 상관관계를 제시하였다.

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입계기공의 확산성장 모델을 이용한 고온 기기의 크립균열전파해석(3)

  • 전재영
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권4호
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    • pp.1194-1201
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    • 1996
  • For the case of creep-fatigue interaction, the damage zone developed in front of the growing crack-tip during creep regime is important because it can affect the damage mechanism to be occured by the following fatigue load. These are studied in theis paper through proper consideration of the cavitiy-size dependent sintering stress which is approximated by polynomials. It is shown that the inclination of reversed damage zone size with respect to the applied load parameter can be explained by considering realistic sintering stress distribution. However, the resultant stress field has $r^{1/2+\theta}$ singularity, regardliss of the profile of variable sintering stress, which is the same to that case solved for constant sintering stress.

U$O_2$ 핵연료의 노내 기계론적 고밀화 모형 (A Mechanistic Model for In-Reactor Densification of U$O_2$)

  • Woan Hwang;Keum Seok Seo;Ho Chun Suk
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제17권2호
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    • pp.116-128
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    • 1985
  • 본 논문에는 이산화 우라늄 소결체의 노내고밀화현상을 온도와 미세구조의 함수로 정화하게 예측할 수 있는 기계론적 이론 모형이 개발.기술되어있다. 이 모형은 $UO_2$ 소결체의 결정 입계내에서 공극(vacancy)이 생성 이동되고, 결정입계에서 공극이 소멸되는 현상을 고려하고 있으며, 이 과정에서 일어나는 고밀화의 크기가 핵분열율, 조사시간, $UO_2$ 소결체밀도, 기공 크기의 분포, 결정입크기 및 온도의 함수로 기술되어 있다. 본 모형의 기공 수축에 대한 결과식은 Assmann과 Stehle가 유도한 4개의 온도 영역에 대한 결과식과는 상이한 것으로서, 소결체의 모든 온도 영역에 직접 적용된다. 본 모형에 의한 노내고밀화 크기의 예측치는 실험자료와 아주 잘 일치하며, KEFDA 전산코드에 사용된 경험적 실험 연산식에 비하여 고밀화의 경향과 절대치를 보다 정확히 예측한다.

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극청정 가스필터용 다공성 니켈 멤브레인의 제조 (Fabrication of porous nickel membrane for high precision gas filter)

  • 송한복;양재교;성기훈;서동문;강두홍;좌용호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.210-216
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    • 2007
  • 극청정 가스필터용 다공성 멤브레인을 제조하기 위해 금속산화물 분말의 in-situ한 환원/소결 공정을 이용하였다. 또한 기공도의 향상을 위해 solid pore forming agent로써 구형의 폴리머 입자를 첨가하여 금속 섬유를 사용한 멤브레인과 비슷한 52%의 기공도를 가지는 니켈 멤브레인을 제조하였다. 제조된 니켈 멤브레인은 폴리머의 첨가에 따라 평균기공크기와 기공도가 증가하였다. 한편 환원/소결 온도가 $800^{\circ}C$에서 $1000^{\circ}C$로 상승함에 따라 평균기공크기와 기공도는 감소하였다. 이는 환원/소결 온도가 상승함에 따라 격자확산 및 입계확산이 진행되어 멤브레인의 수축률 증가를 일으켰기 때문이다.

W 활성소결체의 응력 파단성 및 파괴 거동에 관한 연구 (Stress rupture properties and fracture behavior of Ni microalloyed W)

  • 김수성;이경섭
    • 한국재료학회지
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    • 제2권6호
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    • pp.468-476
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    • 1992
  • 초기 결정입 크기 15${\mu}$m인 W-0.2wt%Ni, 1시간 30분과 W-0.4wt%Ni, 1시간 소결체의 응력 파단 성질 및 파괴 양상을 조사하기 위해서 direct load creep tester를 사용, 100$0^{\circ}C$~120$0^{\circ}C$, 수소분위기에서 응력 파단 시험을 행하였다. 100시간 응력 파단 강도는 W-0.4wt%Ni이 W-0.2wt% Ni보다 23% 크게 나타났다. 이것은 시험 중 결정입 성장에 따른 영향 때문으로 생각된다. W-0.2wt%NI에서 크리프 속도와 초기 결정입 크기와의 관계는 반비례하는 경향을 보였다. 활성 소결체에서 Ni 첨가량이 증가함에 따라, 단위 면적당 기공의 밀도 및 크기는 작아지고, 형태는 구형화 되어 미세균열로의 전이가 어려워 응력 파단 성질이 향상되었다. 응력 파란 시험 후, 각단면은 전형적인 입계파괴 양상을 나타내었다. 이는 소결 과정 중 생성된 기공들이 결정입계를 따라 전파하였기 때문으로 생각된다.

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나노기공성 기판을 사용한 산화물박막의 제조 (Fabrication of Oxide Thin Films Using Nanoporous Substrates)

  • 박용일
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권12호
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    • pp.900-906
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    • 2004
  • 현재까지 개발되어 온 고체산화물 연료전지는 전해질로 사용되는 산소이온전도성 산화물의 저온에서의 낮은 전도도로 인해 그 사용영역이 제한되어 왔으며, 기판재료가 연료가스 확산층으로 사용되어야 한다는 점 때문에 저온작동을 위한 박막화 역시 명확한 한계를 가지고 있다. 이러한 문제점은 고도의 평활도를 갖는 균일한 나노기공성 기판재를 도입함으로써 해결될 수 있으며, 본 연구에서는 나노기공성 기판에 비정질 금속박막을 증착/산화하는 방안을 제시한다. 초박막형 성공정으로서, 산화 후 산소이온전도성 산화물을 구성하는 합금 타겟을 장착한 DC-magnetron sputter를 사용하여 $20{\sim}200nm$의 기공크기를 갖는 나노기공성 양극산화 알루미나 기판에 비정질 금속합금막을 형성하여 산화/열처리 과정을 거쳐 초박막 산화물 전해질의 제조공정을 실현하였다. 얻어진 박막의 가스투과특성, 입자/입계의 관찰, 상전이에 따른 결정구조/미세구조변화를 관찰하여 초박막 증착 및 전해질의 나노구조제어에 필요한 제반 기본물성데이터를 확보하였다.