• 제목/요약/키워드: erosion of C/C composite

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다층코팅을 이용한 C/C 복합재료의 내산화성 및 내마모성 증진 (Improvement of Oxidation Resistance and Erosion Resistance Properties of the C/C Composite with the Multilayer Coating)

  • 김옥희;이승윤;윤병일;박종욱
    • 한국세라믹학회지
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    • 제32권9호
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    • pp.1003-1008
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    • 1995
  • CVD-Si3N4/CVD-SiC/pack-SiC/pyro-carbon/(3-D C/C composite) multilayer coating was performed to improve the oxdiation resistance and erosion resistance properteis of the 3-D carbon/carbon composite, and the plasma test was performed to measure the oxidation resistance and erosion resistance properties. The thicknesses of each film layer were about 10${\mu}{\textrm}{m}$ for pack-SiC, 5${\mu}{\textrm}{m}$ for CVD-SiC and 40${\mu}{\textrm}{m}$ for CVD-Si3N4. When the multilayer coated specimen was exposed to the plasma flame with temperature of 500$0^{\circ}C$ for 20 seconds, it showed the weight loss five times less than that of the only pyro-carbon coated specimen.

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탄화규소섬유와 탄소섬유 하이브리드 직물을 강화재로 한 SiC 매트릭스 세라믹복합재의 기계적물성, 산화 및 삭마 저항성 개선 연구 (Study on Improvement of Mechanical Property, Oxidation and Erosion Resistance of SiC Matrix Ceramic Composites Reinforced by Hybrid Fabric Composed of SiC and Carbon Fiber)

  • 윤병일;김명주;김재성;권향주;윤성태;김정일
    • Composites Research
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    • 제32권3호
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    • pp.148-157
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    • 2019
  • 본 연구에서는 탄소섬유, 탄화규소섬유 그리고 하이브리드섬유를 강화재로 하여 TGCVI와 PIP 혼합 공정으로 $C_f/SiC$, $SiC_f/SiC$, $C_f-SiC_f/SiC$의 세라믹복합재를 제조하였다. 열충격싸이클시험, 3점 굴곡시험과 Oxy-Acetylene 토취 시험후에 그들의 기계적물성, 산화저항성과 내삭마성을 평가하였다. $C_f/SiC$복합재는 온도 증가에 따라서 기계적물성의 감소와 준 연성의 파단모드, 그리고 높은 삭마량을 보였다. $SiC_f/SiC$복합재는 $C_f/SiC$ 복합재에 비하여 강한 기계적물성, 낮은 삭마량을 그리고 취성의 파단모드를 나타냈다. 한편 하이브리드 복합재는 가장 우수한 기계적물성과 $SiC_f/SiC$보다는 연성의 파단모드 그리고 $C_f/SiC$ 보다 낮은 삭마량의 결과를 나타냈다. Oxy-Acetylene 토취 시험 중에 SiC매트릭스는 산화되어 $SiO_2$층을 형성하였으며, 특히 이 층은 $C_f-SiC_f/SiC$$SiC_f/SiC$ 복합재에서 섬유의 추가적인 삭마를 막는 역할을 하는 것으로 나타났다. 결론적으로 낮은 기공율을 갖는 하이브리드 복합재를 제조한다면, $C_f/SiC$의 산화로 인한 기계적물성의 감소와 $SiC_f/SiC$ 복합재의 취성 파단모드의 개선으로 고온 산화분위기에서 고온열구조재로의 적용이 높을 것으로 기대한다.

C-C 복합재료와 Graphite 노즐목 내열재의 침식조직 특성에 대한 연구 (A Study on Erosion Structure Properties for Thermal Insulation Materials on Carbon-Carbon Composites and Graphite Nozzle Throat)

  • 김영인;이수용
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.42-49
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    • 2017
  • 고체추진 로켓(SRM)은 모터케이스, 점화기, 추진제, 노즐, 절연체, 제어 및 구동장치 등으로 구성되어 있으며 액체로켓과 다르게 노즐을 냉각시킬 수 없어 고온 및 고속의 연소가스에 의해 침식(Erosion)이 발생한다. 이러한 침식현상은 노즐목의 형상 변화를 일으키며 로켓의 추력 성능을 감소시킨다. 로켓 노즐의 재질은 침식현상을 최소화하고 열을 차단시키는 효과가 있어야 하며 용융 상태에서 소실되지 않고 전단력이나 압력에 견딜 수 있어야 한다. 본 연구는 실험을 통하여 고체로켓 노즐의 재질에 대하여 연소시간별 침식특성을 파악한다. 그리고 Graphite와 C-C 복합재료의 각 재질별 조직검사를 통하여 침식 후의 미세특징을 비교 분석하여 침식특성을 규명한다.

모듈형 경사지붕 녹화시스템의 토양과 식물생육 모니터링 (Monitoring on the Soils and Plant Growth in Modular Sloped Rooftop Greening System)

  • 류남형;이춘석
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.53-67
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    • 2011
  • The major objective of this study was to quantify the effects of substrate depth and substrate composition on the development of sedum etc., in a sloped rooftop (6 : 12 pitch) environment during a 4-year period. The experiment was conducted from 2006 October to 2010 December under several conditions without soil erosion control : two substrate depth (5cm, 10cm), four substrate composition (A5N3C2, A3N3C4, A6C4, G5L3C2: A: artificial lightweight soil, N : natural soil, G : granite decomposed soil, C : leave composite, L : loess), four sloped roof direction ($E40^{\circ}W$, $W40^{\circ}N$, $S40^{\circ}W$, $N40^{\circ}E$). In this experiment 4 sedum etc., were used: Sedum sarmentosum, Sedum kamtschaticum, Sedum rupestre, Sedum telephium, flowering herbs (mixed seed : Taraxacum platycarpum, Lotus corniculatus, Aster yomena, Aster koraiensis), western grasses (mixed seed : Tall fescue, Creeping redfescue, Bermuda grass, Perennial ryegrass). The establishment factor had two levels : succulent shoot establishment (sedum), seeding (flowering herbs, western grasses). 1. Enkamat, as it bring about top soil exfoliation, was unsuitable material for soil erosion control. 2. Sedum species exhibited greater growth at a substrate depth of 10cm relative to 5cm. All flowering herbs and western grasses established only at a substrate depth of 5cm were died. A substrate depth of 5cm was not suited in sloped rooftop greening without maintenance. If additional soil erosion control will be supplemented, a substrate depth of 10cm in sloped rooftop greening without maintenance was considered suitable. 3. For all substrate depth and composition, the most abundant species was Sedum kamtschaticum. The percentage of surviving Sedum kamtschaticum was 73.4% at a substrate depth of 10cm in autumn 2007 one year after the roof vegetation had been established. But the percentage of surviving other sedum were 33.3%~51.9%, therefor mulching for soil erosion control was essential after rooftop establishment in extensive sloped roof greening was proved. To raise the ratio of plant survival, complete establishment of plant root at substrate was considered essential before rooftop establishment. 4. There was a significant interaction between biomass and substrate moisture content. There were also a significant difference of substrate moisture and erosion among substrate composition. The moisture content of A6C4 was highest, the resistance to erosion of A5N3C2 was highest among substrate composition. The biomass of plants were not significantly higher in A5N3C2 and A6C4 relative to A3N3C4 and G5L3C2, For substrate moisture and erosion resistance, A5N3C2 and A6C4 were considered suitable in sloped rooftop greening without maintenance. 5. There were significant difference among roof slope direction on the substrate moisture. Especially, the substrate moisture content of $S40^{\circ}W$ was lower relative to that of $N40^{\circ}E$, that guessed by solar radiation and erosion.

TaCl5-C3-H6-H2 계에서 TaC CVD 공정의 열역학 해석 (Thermodynamic Prediction of TaC CVD Process in TaCl5-C3-H6-H2 System)

  • 김현미;최균;심광보;조남춘;박종규
    • 한국재료학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.75-81
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    • 2018
  • An ultra-high temperature ceramic, tantalum carbide, has received much attention for its favorable characteristics: a superior melting point and chemical compatibility with carbon and other carbides. One drawback is the high temperature erosion of carbon/carbon (C/C) composites. To address this drawback, we deposited TaC on C/C with silicon carbide as an intermediate layer. Prior to the TaC deposition, the $TaCl_5-C_3H_6-H_2$ system was thermodynamically analyzed with FactSage 6.2 and compared with the $TaCl_5-CH_4-H_2$ system. The results confirmed that the $TaCl_5-C_3H_6-H_2$ system had a more realistic cost and deposition efficiency than $TaCl_5-CH_4-H_2$. A dense and uniform TaC layer was successfully deposited under conditions of Ta/C = 0.5, $1200^{\circ}C$ and 100 torr. This study verified that the thermodynamic analysis is appropriate as a guide and prerequisite for carbide deposition.

탄소섬유강화복합재료의 마식에 관한 연구 (Study on Erosion of Carbon Fiber Reinforced Plastic Composite)

  • 김엄기;김일현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.291-297
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    • 2008
  • 일방향 탄소섬유 강화 복합재료(CFRP)의 고체입자 마식 거동을 다양한 충돌각도 (${\alpha}$), 속도 (V) 및 섬유 방향 (${\beta}$)에 대하여 연구하였다. 실험결과 30o 충돌각도에서 최대 마식률을 나타내었고, 마식률은 멱함수 법칙 $E{\propto}\;V^n$에 따라 충돌속도에 크게 의존하였다. 본 연구에서는 이상의 결과로부터 일방향 탄소섬유 강화 복합재료의 마식률을 충돌속도, 충돌각도 및 섬유방향 각도로부터 예측하는 방법을 제안하였다.

Microstructural and Mechanical Characteristics of In Situ Synthesized Chromium-Nickel-Graphite Composites

  • Pirso, Juri;Viljus, Mart;Letunovits, Sergei;Juhani, Kristjan
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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    • pp.631-632
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    • 2006
  • Cr-C-Ni composites were synthesized in situ from elemental powders of Cr, Ni and C by high energy milling followed by reactive sintering. The milled powders with the grain size in nano-scale were pressed to compacts and sintered. During the following thermal treatment at first the chromium carbide was formed and then the $Cr_3C_2-Ni$ cermets were sintered in one cycle. The interface between the binder phase and the carbide grains of the in situ composite has a good bonding strength as it is not contaminated with oxidation films or other detrimental surface reactions.

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기계적합금화법에 의해 제조된 W-20wt.%Cu복합재의 치밀화 거동 (Densification Behavior of W-20wt.% Cu Composite Materials Fabricated by Mechanical Alloying Method)

  • 김보수;안인섭
    • 한국재료학회지
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    • 제5권6호
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    • pp.627-632
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    • 1995
  • 고출력 IC회로의 방열재료 및 전기접점재료로 이용되고 있는 W-Cu복합재료를 기계적합금화법으로 제조하였다. 기계적합금화한 분말을 300MPa로 폭 16mm, 높이 4mm의 원반형으로 제조하였다. 소결은 120$0^{\circ}C$에서 140$0^{\circ}C$까지 수소분위기에서 행하였다. 이렇게 제조된 시편의 절단된 면을 연마하여 SEM으로 관찰하였다. 균질한 W-Cu복합재료를 10시간 기계적합금화를 행한 후에 얻을 수 있었고, 133$0^{\circ}C$에서 1시간 소결한 시편의 경우 거의 99%에 가까운 치밀한 조직을 얻을 수 있었다. 또한 기계적합금화시간이 증가함에 따라서 Fe의 혼입은 직선적으로 증가하였으며, 이로 인한 금속간화합물상의 형성은 W입자 성장을 방해하고 경도를 증가시켰다.

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가속열화 실험에 의한 고분자 애자의 분해 (Degradation of Composite Insulator as Accelated Aging Test)

  • 이용희;장동욱;박영국;박정남;강성화;임기조
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.144-147
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    • 2000
  • The effect of accelerated aging test on ethylene-propylene-diene monomer(EPDM) rubber used for outdoor insulation was studied by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), scanning electron microscope(SEM), FFT spectrum alalysis, and electrical pulse counts using PC by oscilloscope(300 MHz). In electrical alalysis, FFT spectrum analysis indicated arcing caused a significant increase in the third harmonic content of the leakage current of polluted insulator. Also, pulse counts increased as aging time. The surface oxygen and aluminum content were found to increase and that of carbon and nitrogen were found to decrease with time. The detailed XPS analysis indicated that the concentration of carbon in C-C decreased and concentration of highly oxidized carbons increased with time, which was due to the oxidation of EPDM rubber polymer SEM analysis indicated that crack and erosion of EPDM rubber occurred with time.

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EPDM/Silicone 복합 절연체의 표면특성과 전기적 특성 (Surface and Electrical Properties on EPDM/Silicone Composite Insulator)

  • 심대섭;박성균;김범진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 유기절연재료 전자세라믹 방전플라즈마 연구회
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    • pp.92-95
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    • 2001
  • 고분자 복합체 절연재료는 porcelain 이나 glass 같은 세라믹 소재의 재료와 비교하여 옥외사용 시간의 관점에서 더 뛰어난 특정을 발휘한다. 그러나 노화되었을 때, 이들 옥외용 절연재료의 성질은 발수성이나 흡수성등과 같은 절연재료의 표면특성에 의해 변화한다. 이러한 표면특성의 변화는 누설전류에 의한 트래킹 (tracking), 침식 (erosion) 및 섬락현상(flashover) 등의 유전체 파괴에 이르게 한다. 본 연구에서는 고분자 복합체 절연재료로 널리 이용되고 있는 EPDM의 발수특성을 향상시키기 위해 기존에 이용되던 무기물 첨가제인 alumina hydrate(ATH)이외에 발수성이 뛰어난 실리콘 고무를 상용화제를 이용하여 블렌드하고, 각종 유기 첨가제 및 무기물 보강제를 이용하여 EPDM/Silicone 복합체를 제조하였다. EPDM/Silicone 복합체의 인장강도 및 유전강도는 실리콘의 함량이 증가할수록 낮아졌으며, 촉진 노화시험을 실시한 결과 $120^{\circ}C$까지 인장강도 및 신율을 유지하였다. 유전강도의 측정결과 복합체의 접촉각과 표면에너지 측정결과 Silicone 고무의 함량이 증가할수록 접촉각은 증가하고, 표면에너지는 낮아졌다. 경사평판법에의한 내트래킹성 측정결과 실리콘 함량이 증가할수록 내트래킹성은 우수하였으며, 실리콘 함량이 30%인 복합체에서는 트래킹 및 침식이 진행되지 않았다.

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