In the solid rocket motor (SRM), a thrust of rocket is generated by a nozzle so it is very important device. The nozzle of SRM is a condition of high temperature and high pressure so occurs the erosion by combustion gas. The liquid rocket propulsion systems (LRPSs) cools the nozzle by the fuel and oxidizer but SRM does not cool the nozzle. This paper deal with the development of the oxy-acetylene torch tester and investigate the thermochemical erosion properties for the thermal insulation materials of the graphite rocket nozzle throat through the experiment. The results of experiments are compared with the results of Theoretical model and identify the key factors affecting of erosion. The results is in good agreement with the experimental data.
Seung Yong Lee;Jung Hoon Kong;Jung Hwan Song;Young Il Son;Do Kyung Kim
Korean Journal of Materials Research
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v.32
no.12
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pp.553-559
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2022
In this work, the ablation behavior of monolith ZrB2-30 vol%SiC (Z30S) composites were studied under various oxy-acetylene flame angles. Typical oxidized microstructures (SiO2/SiC-depleted/ZrB2-SiC) were observed when the flame to Z30S was arranged vertically. However, formation of the outmost glassy SiO2 layer was hindered when the Z30S was tilted. The SiC-depleted region was fully exposed to air with reduced thickness when highly tilted. Traces of the ablated and island type SiO2 were observed at intermediate flame angles, which clearly verified the effect of flame angle on the ablation of the SiO2 layer. Furthermore, the observed maximum surface temperature of the Z30S gradually increased up to 2,200 ℃ proving that surface amorphous silica was continuously removed while monoclinic ZrO2 phase began to be exposed. A proposed ablation mechanism with respect to flame angles is discussed. This observation is expected to contribute to the design of complex-shaped UHTC applications for hypersonic vehicles and re-entry projectiles.
Kim, Joo-Hyung;Baek, Chang Yeon;Kim, Dong Seok;Lim, Seong Taek;Kim, Do Kyung
Korean Journal of Materials Research
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v.26
no.12
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pp.751-756
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2016
Graphite was diffusion-bonded by hot-pressing to W-25Re alloy using a Ti interlayer. For the joining, a uniaxial pressure of 25 MPa was applied at $1600^{\circ}C$ for 2 hrs in an argon atmosphere with a heating rate of $10^{\circ}C\;min^{-1}$. The interfacial microstructure and elemental distribution of the W-25Re/Ti/Graphite joints were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). Hot-pressed joints appeared to form a stable interlayer without any micro-cracking, pores, or defects. To investigate the high-temperature stability of the W-25Re/Ti/Graphite joint, an oxy-acetylene torch test was conducted for 30 seconds with oxygen and acetylene at a 1.3:1 ratio. Cross-sectional analysis of the joint was performed to compare the thickness of the oxide layer and its chemical composition. The thickness of W-25Re changed from 250 to $20{\mu}m$. In the elemental analysis, a high fraction of rhenium was detected at the surface oxidation layer of W-25Re, while the W-25Re matrix was found to maintain the initial weight ratio. Tungsten was first reacted with oxygen at a torch temperature over $2500^{\circ}C$ to form a tungsten oxide layer on the surface of W-25Re. Then, the remaining rhenium was subsequently reacted with oxygen to form rhenium oxide. The interfacial microstructure of the Ti-containing interlayer was stable after the torch test at a temperature over $2500^{\circ}C$.
In this study, $C_f/SiC$, $SiC_f/SiC$ and $C_f-SiC_f/SiC$ ceramic composites reinforcing carbon fiber, SiC fiber and hybrid fiber were fabricated by hybrid TGCVI and PIP process. After the thermal shock cycle, 3-point bending and Oxy-Acetylene torch test, their mechanical behavior, oxidation and erosion resistance were evaluated. The $C_f/SiC$ composite showed a decrease in mechanical property along with increasing temperature, a pseudo-ductile fracture mode and a large quantity of erosion. The $SiC_f/SiC$ composite exhibited stronger mechanical property and lower erosion rate compared to the $C_f/SiC$, but brittle fracture mode. On the other hand, hybrid type of $C_f-SiC_f/SiC$ composite gave the best mechanical property, more ductile failure mode than the $SiC_f/SiC$, and lower erosion rate than the $C_f/SiC$. During the Oxy-Acetylene torch test, the $SiO_2$ formed by reaction of the SiC matrix with oxygen prevented further oxidation or erosion of the fibers for $C_f-SiC_f/SiC$ and $SiC_f/SiC$ composites particularly. In conclusion, if a hybrid composite with low porosity is prepared, this material is expected to have high applicability as a high temperature thermo-structural composite under high temperature oxidation atmosphere by improving low mechanical property due to the oxidation of $C_f/SiC$ and brittle fracture mode of $SiC_f/SiC$ composite.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.15
no.1
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pp.136-144
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2016
The air-conditioning industry is closely related to types of lifestyles, climate, and products. With the improvement of national income, the pursuit of pleasant living and working environments, and South Korea's four seasons and distinct climatic conditions, demand for air conditioning has increased. In addition, the industry is becoming increasingly precise and cooperative, and the increase in the domestic production of sophisticated air conditioning and continued growth of future industrial cooperation are expected to rapidly rise. Accordingly, the study of air piping systems can improve the productivity and quality of products and cost savings and can achieve vibration reduction. Additionally, using a heat treatment furnace for copper tube annealing treatment reduces the risk of using an oxy-acetylene torch.
Herein, we present the design and development of an efficient finite element analysis model for thermal plate forming in shipbuilding. Double curvature shells in the ship building industries are primarily formed through the thermal forming technique. Thermal forming involves heating of steel plates using heat sources like oxy-acetylene gas torch, laser, and induction heating, etc. The differential expansion and contraction across the plate thickness cause plastic deformation and bending of plates. Thermal forming is a complex forming technique as the plastic deformation and bending depends on many factors such as peak temperature, heating and cooling rate, depth of heated zone and many other secondary factors. In this work, we develop an efficient finite element analysis model for the thermo-mechanical analysis of thermal forming. Different simulations are reported to study the effect of various parameters affecting the process. Temperature dependent properties are used in the analysis and the finite element analysis model is used to identify the critical flame velocity to avoid recrystallization of plate material. A spring connected plate is modeled for structural analysis using spring elements and that helps in identifying the resultant shapes of various thermal forming patterns. Finally, detailed simulation results are reported to establish the efficacy, applicability and efficiency of the designed and developed finite element analysis model.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.11
no.4
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pp.1186-1191
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2010
Colored cubic zirconia specimen made by skull melt process were annealed in vacuum at the temperature of $1200^{\circ}C{\sim}1400^{\circ}C$ for 10~60 minutes to enhance the color. All the seven specimen become darker and eventually be black as annealing temperature and time increase. The black samples turned into original colors when we elevated the temperature with oxy-acetylene torch for around 10 minutes in the air. Finally, we could tune the colors of cubic zirconia either anneal in vacuum or the black samples in the air to obtain the proposed colors. Our proposed new process may be appropriate to fabricate the precious synthetic colored cubic zirconia to simulate the natural colored gem quality diamonds.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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