A study has been made of the corrosion fatigue of high strength low alloy steel in 3.5% NaCl solution under tension stress for solution temperature being 25.deg. C, 55.deg. C and 85 .deg. C. The main results obtained are as follows; 1) The corrosion fatigue crack growth rate curve could be divided into the First Region, the Second Region and the Third Region. 2) The corrosion fatigue crack growth rates in the First Region and the Second Region were Arrhenius temperature-dependent in this test range. The apparent activation energies for the corrosion fatigue cack growth rate were found to be 2000cal/mol in the First Region and 3700 cal/mol in the Second Region. 3) Hematite (Fe$_{2}$O$_{3}$) as the hexahedral crystal and magnetite (Fe$_{3}$O$_{4}$) as the octahedral crystal were observed in the corrosion products on the corrosion fatigue fracture surface at 85.deg. C and the anode fusion seem to be generated in the crack tip region at high temperature. 4) The complex environment effect ratio which was defined by the ratio of fatigue crack growth rate in corrosion environment to that in air might be considered not only a criterion estimating the effect of environment quantitatively but also an important parameter in the selection of the design stress for the fail safe design. The complex environment effect was not greater than ten in this test.
Extending the lifetime of a nuclear power plant [(hereafter referred to simply as NPP)] is one of the most important concerns in the global nuclear industry. Cables are one of the long-life items that have not been considered for replacement during the design life of a NPP. To extend the cable life beyond the design life, it is first necessary to prove that the design life is too conservative compared with actual aging. Condition monitoring is useful means of evaluating the aging condition of cable. In order to simulate natural aging in a nuclear power plant. a study on accelerated aging must first be conducted. In this paper, evaluations of mechanical aging degradation for a neoprene cable jacket were performed after accelerated aging under tcontinuous and intermittent heating conditions. Contrary to general expectations, intermittent heating to the neoprene cable jacket showed low aging degradation, 50% break-elongation, and 60% indenter modulus, compared with continuous heating. With a plant maintenance period of 1 month after every 12 or 18 months operation, we can easily deduce that the life time of the cable jacket of neoprene can be extended much longer than extimated through the general EQ test. which adopts continuous accelerated aging for determining cable life. Therefore, a systematic approach that considers the actual environment conditions of the nuclear power plant is required for determining cable life.
상업적으로 생산되는 조미김의 흡습특성을 조사하기 위하여 조미김과 2종의 흡습제 (silica gel, zeolite)의 등온흡습곡선을 30, 40, 5$0^{\circ}C$에서 포화염용액을 사용하여 측정하였다. 실험온도 및 상대습도 범위내에서 평형수분함량에 도달하는데 조미김은 4~6시간, silica gel은 20~25시간, zeolite는 43~46시간이 소요되었다. 조미김과 흡습제의 등온흡습곡선은 모두 전형적인 sigmoid형 곡선을 나타냈다. BET식을 활용하여 구한 단분자층 수분함량은 조미김이 각 온도(30, 40, 5$0^{\circ}C$)에서 5.26, 4.46, 3.49% (d.b.)이었고, silica gel은 17.32, 15.24, 12.89% (d.b.), 그리고 zeolite가 16.87, 14.92, 14.33%(d.b.)로서 조미김에 비해 흡습제가 높은 범위의 단분자층 수분함량을 나타냈다. 또한 단분자층 수분함량은 온도가 증가함에 따라 실험온도 범위 내에서 직선적으로 감소함이 발견되었다 포장재의 투습도 역시 온도의 영향을 받음을 알 수 있었는데, 조미김 포장재의 투습계수의 온도의존성은 Arrhenius식으로 표시할 수 있었다.
본 연구에서는 페놀 수지/탄소섬유 복합재료가 상온에서부터 $400^{\circ}C$까지의 온도범위에서 유리 전이와 분해반응을 경험하면서 나타내는 점탄성 특징을 연구하였다. 가교 결합된 페놀메트릭스의 전형적인 유리전이에 따라 저장 탄성율(storage modulus)은 유리전이에 의하여 감소하였고 고무상태(rubbery state)에 도달함과 동시에 후경화 반응과 분해 반응 등을 포함하는 복합적인 고온반응에 의하여 증가하다가, 최대점을 보인 후 다시 감소하는 모습을 보였다. 유리전이 과정은 시간-온도 중첩원리에 따라 해석하였으나, 분해반응이 수반된 고온에서의 점탄성 특징은 저장 탄성율을 수직 및 수평 방향으로 이동시키어 마스터 커브를 완성 할 수 있었다. 이러한 실험적 결과를 토대로 아레니우스식과 Havriliak-Negami식에서 유추된 점탄성 모델을 이용하여 유리전이와 분해반응이 연속적으로 진행되는 과정을 정량적을 해석할 수 있었다. 이때의 완화시간은 유전이 과정을 통하여 감소하다가 고무상태에 이르러 최소값을 보여주고 이후로는 고온반응에 의하여 증가하는 모습을 보여주었다. 본 연구에서 제안된 점탄성 해석 방법은 반응이 수반된 열경화성 복합재료가 보여주는 점탄성 계수의 복잡한 거동을 온도와 주파수(frequency)에 따라 정확하게 묘사함으로서 이 모델링의 유용성을 증명 할 수 있었다.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제16권3호
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pp.418-424
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2015
The chemical response of energetic materials is analyzed in terms of 1) the thermal decomposition under the thermal stimulus and 2) the reactive flow upon the mechanical impact, both of which give rise to an exothermic thermal runaway or an explosion. The present study aims at building a set of chemical kinetics that can precisely model both thermal and impact initiation of a heavily aluminized cyclotrimethylene-trinitramine (RDX) which contains 35% of aluminum. For a thermal decomposition model, the differential scanning calorimetry (DSC) measurement is used together with the Friedman isoconversional method for defining the frequency factor and activation energy in the form of Arrhenius rate law that are extracted from the evolution of product mass fraction. As for modelling the impact response, a series of unconfined rate stick data are used to construct the size effect curve which represents the relationship between detonation velocity and inverse radius of the sample. For validation of the modeled results, a cook-off test and a pressure chamber test are used to compare the predicted chemical response of the aluminized RDX that is either thermally or mechanically loaded.
열중량반응기와 회분식 미분형반응기를 이용하여 Polypropylene(PP)과 Polystyrene(PS)의 열분해특성을 연구하였다. 열중량반응기로부터 얻은 동적 특성곡선은 열분해온도에 대한 만족할 만한 정보를 제공해 주었으며, PS가 PP보다 $30{\sim}50^{\circ}C$ 낮은 온도에서 열분해가 일어남을 알 수 있었다. 미분반응기에서 PP의 경우 열분해 온도와 시간이 증가할수록 액상 생성물의 수율과 분자량분포는 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. PS의 경우 반응온도와 시간이 증가할수록 해중합이 촉진되어 styrene monomer의 생성이 두드러졌다. 열분해반응에서 말단절단의 속도계수인 활성화에너지 값은 PP의 경우 50.0 kcal/mole, PS의 경우 45.2 kcal/mole이었다.
콘크리트는 역학적 성능, 내구성능, 경제성이 우수한 재료이지만 장경간 교량에 적용하기는 쉽지 않은데, 이는 콘크리트의 중량 대비 강도가 낮기 때문이다. 초고성능 콘크리트는 높은 압축강도를 가지며 굵은 골재를 사용하지 않으므로 단면의 크기를 줄일 수 있어, 장경간 교량 바닥판으로 활용이 기대된다. 그러나 초고성능 콘크리트는 재료 특성상 단위결합재량이 많으므로 바닥판 양생과정에서 수화열에 의한 균열이 발생할 수 있다. 이 연구에서는 UHPC 바닥판의 초기재령 균열 위험성을 평가하기 위한 기초 작업을 수행하였다. 먼저 단열온도 상승시험 결과를 바탕으로 2변수 모델과 S자형 함수의 중첩으로 단열온도 상승곡선을 모델링하고, 등가재령의 개념을 도입하여 UHPC의 아레니우스 상수를 결정하였다. 이상의 결과를 실물크기 시험체에 대한 수화발열 측정시험으로 검증하였다. 다음으로 초음파 속도 측정 결과와 하중 재하에 의하여 탄성계수, 인장강도, 압축강도와 같은 UHPC의 역학적 특성을 구하였다.
사람의 적혈구에서 여러 가지 음이온들의 등삼투성 암모늄 염으로 된 용액속에서의 용혈성을 이용하여 이들 음이온들이 $HCO_3\;^-$ 혹은 $OH^-$와 교환되어 이동되는 정도와 몇 가지 억제 물질의 영향, pH 및 온도 변화의 효과를 관찰하여 그 결과를 지금까지 방사성동위원소를 이용한 실험에서 보고된 성적들과 비교하였다. $SITS.\;H_2DIDS$, furosemide등은 농도에 비례하여 등삼투성 $NH_4Cl$ 용액에서의 용혈 시간을 연장시켰으며 $t_{1/2}$를 두배로 연장시킨 농도는 각각 $ 2.3{\times}10^{-7}M,\;3{\times}10^{-7}M,\;2.5{\times}10^{-5}M$이었다. Acetazolamide도 농도에 비례하여 적혈구 용혈 시간을 연장시켰으며 $t_{1/2}$을 2배로 연장시킨 농도는 $2.4{\times}10^{-5}M$이었다. 온도를 $2^{\circ}C$에서 $37^{\circ}C$까지 변화시키며 적혈구 용혈시간을 관찰했을 때 높은 온도 의존성을 보였으며 $1/t_{1/2}$을 Arrhenius plot하였을 때 $20^{\circ}C$에서 회절점을 보였고 activation energy는 $20^{\circ}C{\sim}37^{\circ}C$범위에서 11.2kcal/mol이었다. 여러 가지 무기 음이온의 투과도를 $t_{1/2}$을 기준으로 비교했을 때 $Cl^->NO_3\;^->SCN^->SO_4\;^{2-}>SSO_3\;^{2-}>HPO_4\;^{2-}$의 순이었으며 유기 음이온 중 oxalate는 $Cl^-$보다 높은 투과도를 succinate는 낮은 투과도를 보였다. 이상의 결과를 종합하면 등삼투성 암모늄염 용액에서의 적혈구 용혈성을 이용하여 음이온 이동에 대하여 관찰한 결과들이 지금까지의 동위원소를 이용한 실험 성적들과 유사한 결과를 보여주고 있으며 특히 이동률이 빠르거나, 높은 온도범위에서의 음이온의 이동을 관찰하는데는 동위원소를 이용한 실험의 단점을 보완할 수 있는 장점도 있어 이 방법의 적혈구 막을 통한 음이온의 이동 기전과 이에 영향을 미치는 인자들을 연구하는데 간편하고 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
열풍에 의한 표고버섯의 건조현상을 속도론적으로 규명하기 위해서 건조속도를 좌우하는 두 가지 인자에 대해서 그 영향을 고찰한 후 선정된 조건에서 건조곡선 및 건조속도식을 유도하였다. 일정 풍속(1.5m/sec)하에서 온도의 변화$(45{\sim}55^{\circ}C)$를 주었을 때 수분의 감소는 지수함수적으로 감소하였으며 감소율은 온도가 높을수록 더욱 높았다. 온도를 $(45^{\circ}C)$로 고정시키고 풍속의 변화$(1.0{\sim}3.1m/sec)$를 주었을 때 2m/sec까지는 풍속이 빠를수록 건조속도가 높아졌으나, 그 이상의 풍속에서는 오히려 건조속도가 감소하였다. 따라서 풍속은 2m/sec에서 가장 건조속도가 높았다. 선정된 온도 $50^{\circ}C$, 풍속 2m/sec, 습도 38-41%의 조건에서 건조곡선 및 건조속도식을 유도하여 본 결과 $X=6.94e^{-0.345t}$와, $dx/dt=-2.39e^{-0.345t}$라는 Kinetic model 이 얻어졌다.
The temperature dependence of the effective magnetic anisotropy constant K(T) of ferrite nanoparticles is obtained based on the measurements of SQUID magnetometry. For this end, a very simple but intuitive and direct method for determining the temperature dependence of anisotropy constant K(T) in nanoparticles is introduced in this study. The anisotropy constant at a given temperature is determined by associating the particle size distribution f(r) with the anisotropy energy barrier distribution $f_A(T)$. In order to estimate the particle size distribution f(r), the first quadrant part of the hysteresis loop is fitted to the classical Langevin function weight-averaged with the log?normal distribution, slightly modified from the original Chantrell's distribution function. In order to get an anisotropy energy barrier distribution $f_A(T)$, the temperature dependence of magnetization decay $M_{TD}$ of the sample is measured. For this measurement, the sample is cooled from room temperature to 5 K in a magnetic field of 100 G. Then the applied field is turned off and the remanent magnetization is measured on stepwise increasing the temperature. And the energy barrier distribution $f_A(T)$ is obtained by differentiating the magnetization decay curve at any temperature. It decreases with increasing temperature and finally vanishes when all the particles in the sample are unblocked. As a next step, a relation between r and $T_B$ is determined from the particle size distribution f(r) and the anisotropy energy barrier distribution $f_A(T)$. Under the simple assumption that the superparamagnetic fraction of cumulative area in particle size distribution at a temperature is equal to the fraction of anisotropy energy barrier overcome at that temperature in the anisotropy energy barrier distribution, we can get a relation between r and $T_B$, from which the temperature dependence of the magnetic anisotropy constant was determined, as is represented in the inset of Fig. 1. Substituting the values of r and $T_B$ into the $N{\acute{e}}el$-Arrhenius equation with the attempt time fixed to $10^{-9}s$ and measuring time being 100 s which is suitable for conventional magnetic measurement, the anisotropy constant K(T) is estimated as a function of temperature (Fig. 1). As an example, the resultant effective magnetic anisotropy constant K(T) of manganese ferrite decreases with increasing temperature from $8.5{\times}10^4J/m^3$ at 5 K to $0.35{\times}10^4J/m^3$ at 125 K. The reported value for K in the literatures is $0.25{\times}10^4J/m^3$. The anisotropy constant at low temperature region is far more than one order of magnitude larger than that at 125 K, indicative of the effects of inter?particle interaction, which is more pronounced for smaller particles.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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