• Carbon letters
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• 제9권4호
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• pp.308-315
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• 2008

In the present study, fast isothermal stabilization processes for rayon precursor fabrics were performed at $350^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$ within 3 minutes and the chemical and physical characteristics of the stabilized fabrics were investigated. In addition, rayon precursor fabrics were pre-treated with three different phosphorous-based flame retardants and then stabilized. The effect of flame retardants on the chemical composition, thermal shrinkage, weight change, thermal stability and XRD results was examined, comparing with those of the precursor fabrics. The result showed that the stabilization of rayon fabrics was most effective as the stabilization temperature was $350^{\circ}C$, the stabilization time was 3 min, and the pre-treatment with phosphoric acid of 1 vol%. The carbon contents of stabilized rayon fabrics were increased with increasing stabilization temperature and time, whereas the oxygen contents were decreased. Also, it is likely that the pre-treatment with phosphoric acid plays a role in retarding the change of chemical structure of rayon fabric. The XRD result was quite consistent with the result showing the effect of phosphoric acid on the chemical composition, thermal shrinkage and weight reduction of rayon fabric.

• 접착 및 계면
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• 제14권1호
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• pp.21-27
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• 2013

셀룰로오스계 레이온섬유 또는 레이온직물은 좁은 온도범위의 안정화공정 동안에 열분해가 매우 빠르게 진행된다. 그러므로 레이온계 탄소섬유를 제조하는데 있어 안정화단계는 매우 중요한 핵심공정이다. 따라서 본 연구에서는 셀룰로오스계 레이온직물의 중량감소, 화학조성, 미세구조 및 texture 변화에 미치는 등온 안정화공정과 초음파세척의 영향을 조사하였다. $200{\sim}240^{\circ}C$ 영역에서 행한 등온 안정화공정의 온도는 레이온직물을 안정화 소요시간, 탄소함량, 산소함량, 셀룰로오스 구조 변화 그리고 직물 texture에 큰 영향을 주었다. 등온 안정화공정 전에 물을 이용한 초음파세척은 레이온직물의 안정화공정 시간을 단축하고, 안정화 후 직물의 탄소함량을 증가하고, 산소함량을 감소시키며, XRD 분석 패턴을 변화시키는데 역할을 하는 것으로 조사되었다. 또한 초음파세척은 등온 안정화공정시 발생하는 레이온직물의 빠른 중량감소 현상을 더디게 하고, 열수축을 감소시켜, 직물의 급격한 물리적 변화의 완화에도 기여하는 것으로 사료된다.

• 접착 및 계면
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• 제11권1호
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• pp.15-25
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• 2010

본 연구에서는 레이온직물에 대하여 $180^{\circ}C$ 및 $200^{\circ}C$의 비교적 낮은 온도영역에서 장시간 동안 등온 안정화공정을 수행하였다. 등온 안정화공정 전과 후의 변화된 레이온직물의 중량감소율, 치수변화율, X-선 회절, 그리고 전자현미경을 사용하여 섬유 형태를 관찰한 결과, 레이온 프리커서 섬유의 화학적, 물리적 변화는 $200^{\circ}C$ 이하의 안정화온도에서도 지속적이면서 서서히 진행되는 것으로 확인되었다. 그리고 안정화공정 전에 사용한 네 종류의 화학전처리제는 레이온직물의 특성변화에 서로 다른 영향을 주는 것으로 조사되었다. 결과적으로, 주어진 안정화 조건하에서 $H_3PO_4$와 $Na_3PO_4$$는 레이온직물의 안정화 반응을 촉진시키는 역할을 하는 반면, $NH_4Cl$과 $ZnCl_2$는 안정화 반응을 더디게 하거나 지연시키는 역할을 하는 것으로 판단되었다. 또한 $350^{\circ}C$에서 행한 2차 안정화에서는 $H_3PO_4$가 상대적으로 가장 낮은 직물의 중량감소율을 보여주었으며, 난연 기능을 가지고 있는 인산이 2차 안정화 단계에서도 후속 반응을 다소 더디게 하는데 기여한 것으로 사료되었다.

• Carbon letters
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• 제12권4호
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• pp.229-235
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• 2011

Isotactic polyacrylonitrile (PAN) with triad isotacticity of 0.53, which was determined by $^{13}C$ NMR, using dialkylmagnesium as an initiator, was successfully synthesized. Isothermal treatment of iso-PAN was conducted in air at 200, 220, 250 and $280^{\circ}C$. Structural evolutions and chemical changes were studied with Fourier transformation infrared and wide-angle X-ray diffraction during stabilization. A new parameter $CNF={I_{2240cm}}^{-1}/ ({I_{1595cm}}^{-1}+f^*{I_{1595cm}}^{-1})$ was defined to evaluate residual nitrile groups. Crystallinity and crystal size were calculated with X-ray diffraction dates. The results indicated that the nitrile groups had partly converted into a ladder structure as stabilization proceeded. The rate of reaction increased with treatment temperature; crystallinity and crystal size decreased proportionally to pyrolysis temperature. The iso-conversional method coupled with the Kissinger and Flynn-Wall-Ozawa methods were used to determine kinetic parameters via differential scanning calorimetry analysis with different heating rates. The active energy of the reaction was 171.1 and 169.1 kJ/mol, calculated with the two methods respectively and implied the sensitivity of the reaction with temperature.

• 접착 및 계면
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• 제14권3호
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• pp.146-159
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• 2013

본 연구에서는 $350^{\circ}C$에서 4 min 이내로 빠르게 등온 안정화공정을 통해 얻어진 레이온직물의 화학조성, 물리적 특성, X-선 회절 패턴, 열안정성 그리고 직물 형상에 미치는 초음파세척 및 화학전처리의 영향을 조사하였다. 안정화공정 동안 레이온직물에서 발생하는 중량감소와 열수축을 줄이고 안정화반응을 촉진시키기 위하여 안정화공정 전에 레이온직물을 먼저 초음파 세척하고 $NH_4Cl$, $Na_3PO_4$, $H_3PO_4$ 및 $ZnCl_2$로 화학전처리 공정을 수행하였다. 결과는 초음파세척 및 화학전처리가 안정화된 레이온직물의 중량감소, 열수축, 미세구조 변화, 탄소함량, 열안정성, 및 직물 형상에 영향을 주었으며, 사용한 안정화시간과 화학전처리제의 종류에 의존하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2006년도 제32회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.32-38
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• 2006

A premixed flame propagating in a tube suffers strong variation in its shape and structure depending on boundary conditions. The effects of thermal boundary conditions and flow fields on flame propagation are numerically investigated. Navier-Stokes equations and species equations are solved with a one-step irreversible global reaction model of methane-air mixture. Finite volume method using an adaptive grid method is applied to investigate the flame structure. In the case of an adiabatic wall, friction force on the wall significantly affected the flame structure while in the case of an isothermal wall, local quenching near the wall dominated flame shapes and propagation. In both cases, variations of flow fields occurred not only in the near field of the flame but also within the flame itself, which affected propagation velocities. This study provides an overview of the characteristics of flames in small tubes at a steady state.

• 한국전산유체공학회지
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• 제14권4호
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• pp.67-77
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• 2009

This paper is a continuation of a recent development on the Hermite-based divergence-free element method and deals with a non-isothermal fluid flow driven by the buoyancy force in a square cavity with temperature difference across the two sides. Two Hermite functions are considered for numerical computations in this paper. One is a cubic function and the other is a quartic function. The degrees-of-freedom of the cubic Hermite function are stream function and its first and second derivatives for the velocity field, and temperature and its first derivatives for the temperature field. The degrees-of-freedom of the quartic Hermite function include two second derivatives and one cross derivative of the stream function in addition to the degrees-of-freedom of the cubic stream function. This paper presents a brief review on the Hermite based divergence-free basis functions and its finite element formulations for the buoyancy driven flow. The present algorithm does not employ any upwinding or a stabilization term. However, numerical values and contour graphs for major flow variables showed good agreements with those by De Vahl Davis[6].

• 한국재료학회지
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• 제2권5호
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• pp.320-329
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• 1992

2mol%의 이트리아로 안정화된 정방정상 지르코니아 분말을 80$0^{\circ}C$부터 150$0^{\circ}C$ 까지 온도별로 열처리하여 분말내 입자크기 및 입자간에 존재하는 구속력을 변화시킨 다음, 정방정상의 전이도 및 안정화효과가 무열상전이, 응력유기상전이, 등온상전이 에 미치는 영향을 고찰하였다. 그 결과 Y-TZP 분말내 정 방정상의 전이도는 고용체의 양이 일정할 경우 열처리온도의 변화에 따른 입자크기와 입자간에 존재하는 구속력의 크기에 의존하였는데 열처리온도가 증가함에 따라 전이도가 점차 증가하여 130$0^{\circ}C$로 열처리한 분말에서 최대값을 보였다. 그러나 130$0^{\circ}C$ 이상으로 열처리한 분말에서는 열처리온도가 증가함에 따라 구속효과의 증가에 따라 전이도가 정차로 감소하였다. 전이도가 큰 분말에서는 정방정상이 무열상전이, 응력유기상전이, 등온상전이를 쉽게 일으켜 단사정상으로 전이하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권2호
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• pp.169-173
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• 2009

Dynamic DSC와 TGA를 이용하여 NR/CR 고무복합체의 가황시스템에 따른 가교화반응과 열화반응특성을 연구하였다. 주어진 샘플에 대하여 승온속도를 각각 달리하여 DSC 곡선을 얻었고, 가황반응이 끝난 같은 샘플을 이용하여 TGA에서도 같은 승온 속도의 실험으로 열분해 곡선을 얻은 다음, Kissinger의 해석 방법에 따라 가교 및 열화 반응의 활성화에너지를 구하고 서로 비교하였다. 실험에 사용된 NR/CR 고무복합재료는 대개 $120{\sim}180^{\circ}C$와 $350{\sim}450^{\circ}C$ 사이의 온도영역에서 각각 가교 반응과 열분해반응이 일어나는 것으로 관찰되었으며 Kissinger의 해석방법이 잘 적용될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 DSC에 의한 생성 활성화에너지는 $83.0{\pm}5.0kJ/mol$로서 TGA에 의한 분해 활성화에너지인 $147.0{\pm}2.0kJ/mol$보다 매우 낮은 값을 나타내었다. 이러한 사실로부터 가황제/가황촉진제의 조성비 변화는 반응기구의 변화에는 크게 영향을 미치지 않지만 생성반응 시에는 샘플내의 저분자 화합물들과 함께 촉매역할을 하여 활성화에너지를 낮추는 역할을 하게 되는 반면, 반응이 끝난 후에는 더 이상 촉매로서 작용하지 못하게 되며 이에 따라 열분해활성화에너지는 주쇄의 분해반응에 의해 상대적으로 더 높게 나타내게 되는 것으로 생각할 수 있었다.