• 제목/요약/키워드: Aluminum Powder Combustion

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알루미늄 분말 연소시험을 위한 장치 개발 (Development of combustion test device for study of aluminum powder combustion)

  • 황용석;이지형;이경훈;김광연;이성웅;여태민
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.548-553
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    • 2011
  • 알루알루미늄 분말과 물의 연소 특성을 연구하기 위한 장치를 고안하였다. 알루미늄 분말의 점화를 포함한 연소특성은 초기온도, 압력, 당량비등에 의존하게 되므로 이러한 인자를 변화시켜 연소환경을 적응시킬 수 있는 장치를 설계하였다. 연소 시험 장치는 메탄 연소기, 물공급장치, 알루미늄 분말 정량 공급장치, 선형 형태의 연소기 및 제어장치로 구성되어 있다. 각각의 장치들은 필요한 물질을 정량적으로 공급할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 정해진 시험 과정에 따라 자동으로 제어될 수 있도록 설계되었다. 제작된 장치를 시운전하여 각 구성품이 정상작동하였을 때, 알루미늄 분말이 연소되는 것을 확인할 수 있었다.

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Al 분말과 Water 혼합물의 연소특성 연구 (Combustion Characteristics of Al powder with Water Suspension)

  • 기완도;김광연;;조용호
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.157-162
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    • 2012
  • 미크론 크기의 알루미늄 분말과 물 혼합물의 기초 연소 특성 연구를 진행하였다. 대기압 환경에서 연소속도에 영향을 미치는 당량비와 혼합물 밀도를 변화시켜 알루미늄-물 혼합물의 연소 특성 연구를 진행하였다. 이를 바탕으로 고압 환경하에서의 알루미늄 분말과 물 혼합물에 대한 연소 특성을 연구하기 위한 장치를 설계하였다. 고압 환경에서 2~50기압 범위에서는 압력에 따른 연소속도의 영향은 나노 분말의 연소 특성과 동일하였으나, 50~70기압 범위에서는 급격한 연소속도 증가 현상이 관찰되었다. 당량비에 따른 실험에서는 산화제 과잉(eq=1.5) 조건에서는 50기압 이상에서는 연소가 진행되지 않았다.

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Kinetic and Thermodynamic Features of Combustion of Superfine Aluminum Powders in Air

  • Kwon, Young-Soon;Park, Pyuck-Pa;Kim, Ji-Soon;Gromov, Alexander;Rhee, Chang-Kyu
    • 한국분말재료학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.308-313
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    • 2004
  • An experimental study on the combustion of superfine aluminum powders (average particle diameter, a$_{s}$: ∼0.1 ${\mu}{\textrm}{m}$) in air is reported. The formation of aluminum nitride during the combustion of aluminum in air and the influence of the combustion scenario on the structures and compositions of the final products are in the focus of this study. The experiments were conducted in an air (pressure: 1 atm). Superfine aluminum powders were produced by the wire electrical explosion method. Such superfine aluminum powder is stable in air but once ignited it can burn in a self-sustaining way due to its low bulk: density (∼0.1 g/㎤) and a low thermal conductivity. During combustion, the temperature and radiation were measured and the actual burning process was recorded by a video camera. Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and chemical analysis were performed on the both initial powders and final products. It was found that the powders, ignited by local heating, burned in a two-stage self-propagating regime. The products of the first stage consisted of unreacted aluminum (-70 mass %) and amorphous oxides with traces of AlN. After the second stage the AlN content exceeded 50 mass % and the residual Al content decreased to ∼10 mass %. A qualitative discussion is given on the kinetic limitation for AlN oxidation due to rapid condensation and encapsulation of gaseous AlN.N.

알루미늄 분말 연소를 위한 고체 화학수소화물 기반 수소 점화 시스템 (Solid Chemical Hydride-Based Hydrogen Ignition System for Aluminum Powder Combustion)

  • 박길수;김태규
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.88-95
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    • 2019
  • 수소 토치 점화 시스템은 순수한 알루미늄을 이용하여 점화가 가능하고 점화 방법이 간단해 알루미늄 연소 시스템으로 많이 사용되고 있다. 하지만 기존의 수소 토치 점화 시스템은 수소 공급을 위해 고압의 수소탱크가 필요해 무게가 무거워지는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 고체 화학수소화물인 $NaBH_4$를 이용한 수소 점화 시스템을 설계하였다. $NaBH_4$는 약 $500^{\circ}C$에서 열분해가 시작되고 수소가 발생한다. $NaBH_4$ 열분해 특성에 영향을 미치는 변인들을 분석하고, $NaBH_4$ 기반 수소 점화 시스템을 이용해 알루미늄 연소 실험을 수행하여 실제 시스템 적용 가능성에 대해 검증 하였다.

플라즈마를 이용한 분말형 금속 연료 알루미늄의 점화 특성 (Ignition Characteristics of Aluminum Metal Powder Fuel with Thermal Plasma)

  • 이상협;임지환;윤웅섭
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.737-744
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    • 2011
  • 탄화수소 계열의 점화원과 달리 선행 연구된 스팀 플라즈마 점화기를 이용한 알루미늄 분말의 지속 연소 성공을 바탕으로, 고온의 플라즈마를 이용한 알루미늄 분말의 점화 특성을 알아보기 위해 산화제가 없는 환경을 조성하여 점화 특성 확인 실험을 수행하였다. 아르곤 플라즈마를 이용하여 이전의 연소 실험과 동일한 4500 K의 온도 조건 및 이송 가스를 이용한 입자 공급 조건을 조성하여 실험을 수행하였으며, 플라즈마의 온도는 방출분광법을 사용하여 측정하였고 점화 특성은 SEM 촬영과 EDS 분석을 통해 비교 분석하였다. 고온의 플라즈마 제트 내부를 통과한 알루미늄 분말은 탄화수소 계열의 점화원과 다르게 급격한 기화로 인한 점화 촉진 효과를 확인 할 수 있었다.

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Fabrication and Investigation of Composite Made of Graphite, SiC, Mullite and Aluminum

  • Motaman, A.;Amin, S.A.;Jahangir, A.
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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    • pp.1071-1074
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    • 2006
  • Fabrication and investigation of composite made of graphite, SiC, mullite and aluminum as the additive are the aim of this project. Aluminum acts as an anti-oxidant. SiC is a non-metallic anti-oxidant that increases composite strength. Different compositions with influent percents of aluminum have been selected to determine product specifications by XRD, SEM and STA methods. Results show that the composition of 40wt% graphite-20% SiC- 20% mullite-20% aluminum is a more robust and occurs at elevated temperatures than other graphite combustion composites.

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수중추진을 위한 해수반응성 고체추진제의 연소특성에 관한 연구 (Study on combustion characteristics of seawater-reactive solid propellant for underwater propulsion)

  • 박길수;김태규
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.128-130
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    • 2017
  • 수중추진을 위한 고체추진제로 알루미늄 분말의 수반응성을 높이기 위하여 $NaBH_4$를 첨가하였다. 알루미늄 분말은 $NaBH_4$의 첨가량에 따라 다른 연소특성을 보였다. $NaBH_4$를 첨가하였을 때 끓는점보다 훨씬 낮은 온도에서도 물과 반응하여 연소되었다. 본 연구에서 $NaBH_4$는 Al 분말과 증기 반응을 촉진시키는 효과적인 첨가제임을 확인하였다.

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알루미늄입자의 유체화, 이송 및 점화에 대한 연구(I) (Development of aluminum powder feeding system)

  • 이선기;권수현;이병준;송동주;이지형
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.241-243
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    • 2012
  • Experiments were conducted to get the design concepts for the continuous aluminum particle feeding system. Two opposed cylinders were used. Aluminum particles in one cylinder were ejected to the air by the supplying gas and the pressure of the other cylinder. It was not possible to eject more aluminum mass flowrate than that of gas if particles were just thrust by the pressure difference between two cylinders. Aluminum particle/air mixture in the flow system was successfully ignited by the electric spark.

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Ti-Al-C 합금의 고온 자전 합성 반응시 생성상에 관한 연구 (A Study on the Formation Phase of Self-propagating High-temperature Synthesis of Ti-Al-C alloys)

  • 문종태
    • 한국분말재료학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.149-157
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    • 1995
  • In this study, an attempt was made to fabricate TiAl as well as its in situ composite via combustion synthesis. The processing variable of the combustion synthesis which include aluminum content and the heating rate were found to affect the combustion temperature. The combustion temperature measured, however, was lower than the melting temperature of TiAl and the reaction product were found to include incomplet reaction products. Carbon was added in order to increase the combustion temperature as well as to form in situ reinforcements. The reaction products showed homogeneous microstructures with carbide phases formed within indicating that the addition of carbon increased the combustion temperature above the melting temperature of TiAl.

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마그네슘-알루미늄(Mg-Al) 합금 분말의 염소이온 정량법의 비교에 관한 연구 (A Study on the Comparison of Chloride Ion Quantification Methods for Magnesium-Aluminum (Mg-Al) Alloy Powder)

  • 김윤환;최영선
    • 공업화학
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    • 제34권4호
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    • pp.450-454
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    • 2023
  • 플럭스 코어 아크 용접(flux cored arc welding, FCAW)에서 플럭스(flux)로 사용되는 합금 분말 내의 염소이온은 용접 금속의 비드 표면에 기공을 유발하여 불량을 유발하거나, 합금 분말에 잔류한 염소가 금속의 부식을 유발할 수 있다. 합금 분말의 염소이온 정량은 주로 연소-이온크로마토그래피법이 사용되나, 장비가 고가이며 고도의 전문성이 요구되는 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 합금 분말의 염소이온 정량으로 주로 쓰이는 방법인 연소-이온크로마토그래피 법과 X-선 형광분석법, 그리고 전위차 적정법을 비교하여 현장에서 적용하기 쉽고 정확한 정량법을 찾고자 한다. 염소이온 정량의 대상으로는 플럭스로 가장 흔히 사용되는 마그네슘-알루미늄 합금 분말을 대상으로 한다. 본 연구의 결과를 통해, 전위차 적정법을 현장에서 합금 분말의 염소이온 정량에 적용할 수 있다.