• 한국세라믹학회지
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• 제43권7호
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• pp.439-444
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• 2006

Artificial graphite generally manufactured by carbonization sintering of shape-body of kneaded mixture using granular cokes as filler and pitch as binder, going through pitch impregnation process if necessary and finally applying graphitization heat treatment. Graphite materials are used for core internal structural components of the High-Temperature Gas-cooled Reactors (HTGR) because of their excellent heat resistibility and resistance of crack progress. The HTGR has a core consisting of an array of stacked graphite fuel blocks are machined from IG-110, a high-strength, fine-grained isotropic graphite. In this study, crack stabilization and micro-structures were measured by bend strength and fracture toughness of isotropic graphite grade IG-110. It is important to the reactor designer as they may govern the life of the graphite components and hence the life of the reactor. It was resulted crack propagation, bend strength, compressive strength and micro-structures of IG-110 graphite by scanning electron microscope and universal test machine.

• 한국세라믹학회지
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• 제37권6호
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• pp.569-575
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• 2000

Fabrication of carbon fiber reinforced composites was carried out by hand lay-up method. Carbon nanofibers and SiC nanofibers were used as filler in the composites fabrication. Carbon nanofibers, one of the new carbon materials, have 5∼500 nm in diameter and 5-10 nm in length. SiC nanofibers were modified by silicon monoxide vapor with carbon nanofibers. The composites were carbonized at 1000$^{\circ}C$ in a nitrogen atmosphere, and then densified by molten pitches impregnated in vacuum. Multiple cycles of liquid pitch impregnation and carbonization were carried out to obtain a desired density. The composites were characterized by density, microstructure. The inter-laminar shear strength (ILSS) test was performed for mechanical properties. For the new application, the microwave reflective proeprty of composites was investigated. Dielectric constant and permeability spectrum were measured in 12∼18 GHz frequency ranges. On the basis of the wave propagation theory in a lossy media, the reflection loss from the composite inter-layer was predict as a function of frequency.

• Carbon letters
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• 제4권1호
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• pp.24-30
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• 2003

In this study, densified 4D carbon/carbon composites were made from carbon fiber and coal tar pitch through the process of pressure impregnation and carbonization and then followed by carbonization and graphitization. To improve the oxidative resistance of the prepared carbon/carbon composites, the surface of carbon/carbon composites was coated on SiC by the pack cementation method. The SiC coated layer was created by depending on the constitution of pack powder, and reaction time of pack-cementation. The morpology of crystalline and texture of these SiC coated carbon/carbon composites were investigated by XRD, SEM/EDS observation. So the coating mechanism of pack-cementation process was proposed. The oxidative res istance were observed through the air oxidation test, and then the optimal condition of pack cementation was found by them. Besides, the oxidative mechanism of SiC formed was proposed through the observation of SiC coated surface, which was undergone by oxidation test.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제4권3호
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• pp.193-198
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• 1998

This paper presents the effects of an initial braking velocity, a braking pressure, and the number of braking stop on the tribological behaviors for the three different C-C composites using an inertia dynamic-friction tester. The C-C composites were prepared through the processes of several cycles of pitch impregnation/carbonization with different friction surface texture such as continuous 8-harness satin fabric (ADD-1), chopped fiber (ADD-2) and chopped fiber (ADD-3) having higher fiber volume fraction on friction than ADD-2 by about 10%. ADD-1 exhibited a higher fraction coefficient (0.41~0.33) than those of ADD-2 and ADD-3 (0.32~0.26) under the various initial braking velocities and braking pressures. The fraction coefficients decreased with increasing the initial velocity and the braking pressures. Wear rate by the thickness change after every 25 stop indicated that ADD-2 and ADD-3 having 1.7~2.7 $\mu\textrm{m}$/stop/pair were much lower than that of ADD-1 showing 5.0~6.5 $\mu\textrm{m}$/stop/pair. All specimens showed a little bit lower wear rate during the middle stage than the initial and latter stages among 100 braking stops. ADD-1 showed higher friction coefficient and wear rate due to the active pull-out of the fibers, evidenced by thicker were film and wear debrises.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권12호
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• pp.1652-1663
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• 2002

It is desirable to perform nondestructive evaluation to assess material properties and part homogeneity because manufacturing of carbon/carbon (C/C) composites requires complicated and costly processes. In this work several ultrasonic techniques were applied to carbon/carbon composites for the evaluation of spatial variations in material properties that are attributable to the manufacturing process. In a large carbon/carbon composite manufactured by chemical vapor infiltration (CVI) method, the spatial variation of ultrasonic velocity was measured and found to be consistent with the densification behavior in CVI process in order to increase the density of C/C composites. Ultrasonic velocity and attenuation depend on a density variation of materials. Low frequency through-transmission scans based on both amplitude and time-of-flight of the ultrasonic pulse were used for mapping out the material property inhomogeneity These results were compared with that obtained by dry-coupling ultrasonics. Pulse-echo C-scans was used to image near-surface material property anomalies such as the placement of spacers between disks during CVI. Also, optical micrograph had been examined on the surface of C/C composites using a destructive way.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.618-625
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• 2005

본 논문은 CRT 표시장치에서 고전류밀도를 구현하기 위한 전자총의 히터와 캐소드의 최적의 저전력설계와 실험을 수행하였다. CRT 표시장치에서 밝기, 고휘도, 고해상도와 대화면화를 위해서는 전자총 캐소드(cathode)의 고전류밀도가 필수적이다. 이를 위해서는 함침형 캐소드가 사용되며, 고전류밀도를 얻기 위해 히터의 동작온도를 높여야하는데 이에 비례하여 소비전력도 증가한다. 본 논문에서는 고전류밀도 캐소드 히터의 저전력 설계를 위하여 히터의 리드형태(Lead Type), 코팅(Coating)법, 발열부의 1차 및 2차 코일링의 피치와 권선수를 달리한 샘플을 제작, 시험하였다.

• 한국재료학회지
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• 제4권2호
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• pp.194-205
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• 1994

본 연구에서는 원료 석탄 핏치와 흑연화성이 우수한 THF 가용성분만을 추출한 핏치 결합재에 8H/Satin woven fabric 프리프레그 및 고탄성 및 고강도계 연속 탄소섬유 등을 보강하여 가압열성형법으로 green body 를 제조한 다음 탄화, 함침, 재탄화 및 흑연화 공정을 거쳐 열적 미 기계적물성이 우수한 CFRC를 제조하였으며, 주사전자현미경, 편광현미경, X선회절분석,열중량분석, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 충간전단강도 등을 시험하였다. THFSP결합재를 $2300^{\circ}C$까지 열처리 한 다음 X선회절분석을 한 결과, 결정성이 가장 우수하여 (002) 면에서 $C_0$/2인 값이 3.380$\AA$였으며, 2$\theta$값도 $26.276^{\circ}$로 천연흑연의 Bragg angle에 거의 접근하였으며 공기산화 반응특성을 시험하기 위하여 등온 열중량분석을 한 결과 $2300^{\circ}C$까지 흑연화 한 THFSP결합재가 산화에 대하여 가장 우수한 저항성을 나타내었다. 섬유용적률이 증가됨에 따라 65~70%까지는 기계적 물성이 중가하는 경향을 보였지만 그이상 섬유가 보강된 CFRC는 결합재의 부족으로 인하여 오히려 기계적 물성이 감소하였다. 또한 굴곡강도 시험후 주사전자현미경으로 파괴 단면을 관찰한 결과 THFSP결합재가 흑연화성이 우수하여 파괴시 결합재가 외력에 대한 흡수가 양호하여 보강재의 파괴를 억제했기 때문에 기계적 물성도 우수하게 나타났다.

• Composites Research
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• 제34권1호
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• pp.51-56
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• 2021

석탄 핏치의 전구체인 콜타르를 바인더 및 함침재로 이용하여 벌크흑연을 제조할 수 있는 가능성을 검토하고자 하였다. 충전재로 천연흑연을 이용하였으며, 천연흑연과 콜타르를 혼합 및 성형한 후 탄화 열처리를 실시하였다. 탄화 열처리 후 함침-재탄화를 5회 실시하여 밀도, 기공율, 압축강도, 그리고 이방성비를 측정하였다. 탄화체의 최고 밀도는 1.76 g/㎤였고, 기공율은 최소 15.6%로써 공정 제어에 의해 조절이 가능하였다. 압축강도는 최고 20.3 MPa이 얻어졌다. 탄화체의 이방비는 최대 0.34로써 강한 이방성 탄화체를 얻을 수 있었다. 따라서 콜타르를 바인더 및 함침재로 이용하여 벌크 형태의 인조흑연 제조가 가능하다는 것을 확인하였다. 또한 탄화체의 이방성을 조절하여 전기적, 기계적 방향 특성을 조절한다면 적절한 재료 설계를 통하여 다양한 분야에 응용할 수 있을 것이라 판단된다.

• Composites Research
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• 제34권5호
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• pp.290-295
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• 2021

지구 온난화 억제를 위한 전 세계적인 연비규제에 발맞춘 해결책으로 자동차에 경량구조복합재료를 적용하는 것이 메가트렌드로 인식되고 있다. 본 연구에서는 수리, 폐기 및 재활용 측면에서 유리한 열가소성 탄소섬유강화플라스틱의 적용을 극대화하기 위해 전도특성이 요구되는 부품 대체 이슈에 대응할 수 있는 기술적 접근을 제공하는 것을 목표로 수행되었다. 저점도 중합 가능한 기지재의 특성을 활용하여 전도성 필러를 파우더 믹싱 방법으로 균일하게 혼입하면서도 우수한 함침 특성을 나타내는 열가소성 탄소섬유강화플라스틱 제조방법에 기초하여 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 나노플레이틀렛, 흑연, 피치계 탄소섬유 등 다양한 탄소기반 전도성 필러를 최대 함량까지 혼입하여 전기저항 및 열전도도를 비교하여 고찰하였다. 전도성 탄소 필러의 종류나 형태보다는 최대 혼입량이 시편의 전도 특성을 제어하기 위해 가장 중요한 인자임을 확인하였고, 전기전도 특성을 향상시키기 위해서는 1차원 형태의 전도성 탄소필러를 적용하는 것이 유리할 수 있는 반면 열전도 특성을 향상시키기 위해서는 2차원 형태의 전도성 탄소필러를 적용하는 것이 유리 할 수 있다는 실험 결과를 확인하였다. 본 연구의 결과들은 열가소성 탄소섬유강화플라스틱의 전도 특성을 제어하기 위한 최적 구조 설계에 잠재적인 통찰력을 제공할 수 있다.