• 제목/요약/키워드: Thermo-Stability

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열차폐 코팅이 재생냉각 챔버에 미치는 열/구조적인 영향 (Thermo-structural Effects of Thermal Barrier Coating on Regenerative Cooling Chamber)

  • 유철성;이금오;김홍집;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.421-425
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    • 2009
  • 재생냉각형 액체로켓 연소기 챔버에서 열차폐 코팅이 미치는 열/구조적인 영향에 대하여 유한요소 해석을 통하여 고찰하였다. 열차폐 코팅은 현재 개발하고 있는 연소기에 사용되는 NiCrAlY-$ZrO_2$과 향후 적용할 가능성이 있는 Ni-Cr 두 종류를 적용하였다. 열/구조해석 결과 NiCrAlY-$ZrO_2$ 코팅이 Ni-Cr 코팅에 비하여 열차폐에 의한 온도감소 효과가 크게 나타났다. 결과적으로 냉각채널의 온도와 변형 또한 NiCrAlY-$ZrO_2$ 코팅을 적용하였을 때 Ni-Cr 코팅보다 감소하였다. 외측구조물의 구조안정성에 있어서 Ni-Cr 코팅이 미치는 영향은 없었으나, NiCrAlY-$ZrO_2$ 코팅은 외측구조물의 유효응력을 감소시켜 챔버의 구조안정성을 증가시켰다.

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암반 내 불연속면의 장기 전단 거동 평가를 위한 고찰 (Case Studies on the Experiments for Long-Term Shear Behavior of Rock Discontinuities)

  • 임주휘;권새하;최승범;김태현;민기복
    • 터널과지하공간
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    • 제33권1호
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    • pp.10-28
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    • 2023
  • 고준위방사성폐기물 처분장의 장기 안정성을 확보하기 위해서 암반 불연속면의 장기적인 전단 거동을 분석하고 그 안정성을 평가해야 한다. 암반 불연속면의 장기 전단 거동은 크리프 모델, RSF 모델로 모사될 수 있고, 전단 크리프 시험, 속도 단계 시험, 슬라이드-홀드-슬라이드 시험을 통해 모델에 필요한 파라미터를 결정하거나 여러 조건에서 전단 거동을 분석하는 실험을 수행할 수 있다. 기존 연구에 따르면 전단 실험을 위하여 직접전단시험기, 삼축압축시험기, 이축전단시험기가 주로 이용되었으며 현지 암반의 열-수리-역학적인 조건을 재현하기 위해 다양하게 개선된 장비가 이용되었고 그에 따라 다양한 양상의 전단 거동이 관찰되었다. 그러므로 국내 고준위방사성폐기물 처분장을 설계하기 위해서 처분장 부지의 암종, 열-수리-역학적 조건, 광물의 변성, 그리고 전단 저항의 회복 등을 고려하여 암반 불연속면의 장기 거동을 검토해야 한다.

TGA와 가속열화를 이용한 전선 피복용 PVC의 열적 열화평가 (Evaluation of Thermal Aging on PVC Using Thermo Gravimetry Analysis and Accelerated Thermal Aging Test)

  • 박형주;김기환;김홍
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.45-50
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    • 2004
  • 600V용 비닐절연전선의 절연체로 사용되는 PVC의 열적 열화 특성을 열중량분석과 가속열화시험을 이용하여 연구하였다. TGA를 이용한 활성화에너지는 Kissinger method와 Flynn-Wall-Ozawa method를 이용하여 측정하였다. 활성화에너지를 계산한 결과 600V용 PVC 절연전선은 89.29 kJ/mol~111.39 kJ/mol, 내열 PVC절연전선은 97.80 kJ/mol~119.25 kJ/mol로 나타났다. 또한, 저온인 80, 90, 10$0^{\circ}C$에서 장기가속열화를 통한 활성화에너지를 아레니우스 방정식을 이용하여 계산하였다. 그 결과 PVC 절연전선은 92.16 kJ/mol,내열 PVC절연전선은 97.52kJ/mol로 나타났다. 연구결과에 있어 600V내열 PVC절연 전선이 PVC 절연전선에 비해 활성화에너지가 큼을 알 수 있었으며, 사용 수명을 예측함에 있어서도 장기적으로 안정함을 예측할 수 있다.

열차폐코팅을 위한 희토류가 저감된 란타눔/가돌리늄 지르코네이트의 상형성 및 열물성 (Phase Formation and Thermo-physical Properties of Lanthanum/Gadolinium Zirconate with Reduced Rare-earth Contents for Thermal Barrier Coatings)

  • 이수진;권창섭;이성민;오윤석;김형태;남산;김성원
    • 한국분말재료학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.420-425
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    • 2015
  • Rare-earth zirconates, such as lanthanum zirconates and gadolinium zirconates, have been intensively investigated due to their excellent properties of low thermal conductivity as well as chemical stability at high temperature, which can make these materials ones of the most promising candidates for next-generation thermal barrier coating applications. In this study, three compositions, lanthanum/gadolinium zirconates with reduced rare-earth contents from stoichiometric $RE_2Zr_2O_7$ compositions, are fabricated via solid state reaction as well as sintering at $1600^{\circ}C$ for 4 hrs. The phase formation, microstructure, and thermo-physical properties of three oxide ceramics are examined. In particular, each oxide ceramics exhibits composite structures between pyrochlore and fluorite phases. The potential of lanthanum/gadolinium zirconate ceramics for TBC applications is also discussed.

열차폐용 희토류 산화물의 상형성과 열물성 (Phase Evolution and Thermo-physical Properties of Rare-earth Oxides for Thermal Barrier Systems)

  • 심병철;곽길호;이성민;오윤석;김형태;장병국;김성원
    • 한국분말재료학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.148-153
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    • 2010
  • Thermal barrier systems have been widely investigated over the past decades, in order to enhance reliability and efficiency of gas turbines at higher temperatures. Yttria-stabilized zirconia (YSZ) is one of the most leading materials as the thermal barriers due to its low thermal conductivity, thermodynamic stability, and thermal compatibility with metal substrates. In this work, rare-earth oxides with pyrochlore phases for thermal barrier systems were investigated. Pyrochlore phases were successfully formed via solid-state reactions started from rare-earth oxide powders. For the heat-treated samples, thermo-physical properties were examined. These rare-oxide oxides showed thermal expansion of $9{\sim}12{\times}10^{-6}/K$ and thermal conductivity of 1.2~2.4 W/mK, which is comparable with the thermal properties of YSZ.

원사의 수축에 따른 다공성 편성물의 형태변화와 열·수분 전달특성 (The appearance change and heat·moisture transfer properties of knitted fabric by yarn shrinkage)

  • 상정선;박주현;이미식;오경화
    • 복식문화연구
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    • 제25권6호
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    • pp.880-892
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    • 2017
  • In this study, the appearance change and the heat moisture transfer properties of knitted fabric by yarn shrinkage were examined to obtain useful data on the development of thermo-sensitive functional materials. Eleven types of knitted fabric were knitted using highly bulky acrylic-blended yarn. After shrinking the specimens using dry heat treatment, the appearance change and thickness were measured. An HEC simulator was adopted for measuring the heat moisture transfer properties of specimens by yarn shrinkage. When holes were arranged vertically in the mesh structure, the specimens with 2,500 and 5,000 holes showed high percent change of hole area, appearance, and thickness. When holes were diagonally arranged in the mesh structure, the percent change of hole area in the specimen with 1,250 holes was larger than the one with 2,500 holes. However, the dimensional stability of the specimen with 2,500 holes was better because of its smaller appearance and thickness change. In the tuck structure, the percent change of hole area in the specimen with 625 and 416 holes was relatively large compared with the appearance and thickness change. Furthermore, the hole size in the tuck structure was smaller than that in the mesh structure but the percent change of hole area was larger. Therefore, it was proved that the tuck structure is more suitable than the mesh structure for developing thermo-sensitive functional materials. Heat moisture transfer property test verified that the change of hole area by yarn shrinkage enabled obtaining the thermal effect due to the distinct temperature difference in the inner layer.

폴리(비닐 알코올) 나노복합체 필름(II) : 열적-기계적 성질 및 모폴로지 (Poly(vinyl alcohol) Nanocomposite Films (II): Thermo-mechanical Properties and Morphology)

  • 함신균;정민혜;장진해
    • 폴리머
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    • 제30권6호
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    • pp.545-549
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    • 2006
  • 폴리(비닐 알코올) (PVA)과 폴리아크릴산-말레산-공중합체(PAM)의 블렌드를 수용액 상태로 얻은 후 점토인 사포나이트(SPT)를 분간시켜 필름 형태인 PVA/PAM/SPT의 나노복합재료를 합성하였다. 용액 삽입법을 이용하여 점토 함량을 0-9 wt%의 다양한 농도로 변화시켜 얻은 나노복합재료에 대해 분산도, 모폴로지 및 열적-기계적 성질 등을 각각 조사하였다. 점토 함량이 3 wt%일 때 점토 입자는 PVA/PAM 블렌드에 잘 분산되었으며, 점토함량이 7 wt%보다 많을 경우에는 고분자 모체에 일부 뭉친 구조가 관찰되었다. 나노복합재료의 열적 안정성은 점토함량이 9 wt%로 증가할 때까지 꾸준히 증가하였다. 인장 강도와 초기인장 탄성률은 점토 함량이 7 wt%일 때 최고값을 나타내었으나 그 이상의 점토 농도에서는 오히려 감소하였다. 본 연구 결과로부터 소량의 점토 첨가는 PVA/PAM 나노복합재료 필름의 열적, 기계적 성질을 증가시키는데 도움이 된다는 것을 알았다.

열차폐코팅용 GdO1.5-ZrO2계 희토류 지르코네이트 세라믹스의 상형성과 열물리 특성 (Phase Formation and Thermo-physical Properties of GdO1.5-ZrO2 System for Thermal Barrier Coating Application)

  • 김선주;이원준;권창섭;이성민;오윤석;김형태;임대순;김성원
    • 한국세라믹학회지
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    • 제51권6호
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    • pp.554-559
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    • 2014
  • Gadolinium zirconate, $Gd_2Zr_2O_7$, is one of the most promising candidates for replacing yttira-stabilized zirconia (YSZ) in thermal barrier coating (TBC) applications due to its low thermal conductivity and chemical stability at high temperature. In this study, rare-earth zirconate ceramics in the $GdO_{1.5}-ZrO_2$ system with reduced gadolinia contents were fabricated via solid-state reaction as well as hot-pressing at $1800^{\circ}C$. The phase formation, microstructure, and thermo-physical properties of these oxides were examined. The potential application of $GdO_{1.5}-ZrO_2$ ceramics for TBC was also discussed.

복사냉각방식 연소기 노즐확장부 열/구조해석 (Thermo-structural Analysis for Radiation-Cooled Nozzle Extension of Thrust Chamber)

  • 유철성;이금오;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.291-295
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    • 2011
  • 복사냉각 방식의 연소기 노즐확장부의 열/구조적인 안정성을 평가하기 위하여 열/구조해석을 수행하였다. 노즐확장부에 적용된 재료는 초내열합금인 니오븀 합금을 사용하였다. 노즐확장부는 확대노즐부에 비하여 팽창비가 크기 때문에 구조물의 사이즈가 연소실이나 확대노즐부에 비하여 상대적으로 크다. 이러한 이유 때문에 노즐확장부의 두께를 최소화 하는 것이 중요하다. 이를 위하여 구조물의 두께를 1.0 mm에서 0.4 mm까지 감소시켜 두께의 변화에 따른 열/구조적인 안정성을 평가하였다. 구조해석결과 0.4 mm 두께의 노즐확장부도 열/구조적으로 안정하게 작동할 수 있음을 보여주었다. 실제 연소기가 작동할 때 발생되는 진동에 의한 영향은 추후에 추가적으로 고려할 예정이다.

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열가소성 추진제의 특성 및 발전 전망 (The Characteristics and its Development Trends of Thermoplastic Propellants)

  • 김경무;김인철
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.47-57
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    • 2011
  • 모든 고체로켓 추진제들은 화학적 상태에 따라 균질(복기)과 비균질(혼합형)의 2가지 기본 종류로 나뉜다. 오늘날 혼합형 추진제는 가스발생기와 소형 로켓으로부터 우주개발을 위한 거대 발사체까지 동력원으로써 광범위하게 사용된다. 과거에 혼합형 로켓 추진제의 개발은 주로 열경화성 폴리머에 국한되었다. 그러나 열경화성 혼합형 추진제는 로켓 체계조건에 부합하기 위해 조성과 제조공정에 있어 복잡성을 갖는다. 열경화성 추진제와 대조해서, 개량된 PVC 및 TPE 계열 열가소성 추진제는 중간 정도의 성능과 기계적 성질을 갖지만 제조공정에서의 손실, 원재료의 저가와 취급 공정의 안정성을 갖는다. 이런 장점으로 인해 향후, 열가소성 추진제가 여타 추진제보다 폭넓게 사용될 것이라 예측된다.