• Composites Research
• /
• 제31권5호
• /
• pp.260-266
• /
• 2018

본 논문에서는 C/C-SiC 복합재료의 하프늄 탄화물 코팅재에 대한 열적, 기계적 특성을 평가하였으며 특히 코팅에 의한 내산화성과 내마모성의 향상여부를 평가하였다. 하프늄 탄화물(HfC)을 용사시켜 코팅한 샘플들을 가공한 후, 공기 중에서 열적 특성평가 및 마모, 압입시험 평가에 대한 연구를 수행하였다. 공기 중에서 $1200^{\circ}C$의 온도까지 승온시킨 후 1시간 유지하는 싸이클을 10싸이클 진행하여 각 싸이클마다의 무게변화를 통해 탄소의 산화저항성을 평가하였고, 초경 구(tungsten carbide)를 사용하여 마모시험과 압입시험을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 열피로 시험 수행 결과 하프늄 탄화물 코팅재가 상대적으로 무게감소가 적어 상대적으로 내산화성이 높은 것으로 평가되었다. 코팅된 하프늄 탄화물에 의해 탄성계수가 상대적으로 증가하였으며, 또한 C/C-SiC 복합재료는 하프늄 탄화물의 코팅에 의하여 내마모성이 향상되어 동일조건에서 마모량이 상대적으로 적었고 낮고 안정된 마찰계수가 유지되었다.

• 한국주조공학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.274-284
• /
• 1994

SiC fibers were coated with Cu, Ag and Ni metallic thin films by magnetron sputtering in order to improve wetting properties between Al matrix and SiC fiber. The wetting behavior of metal coated SiC fiber by pure Al has been studied at $670^{\circ}C{\sim}900^{\circ}C$ range for $10{\sim}90min$. under vacuum atmosphere. Besides, the effect of coated film thickness on the wettability has been investigated. The wetting behavior and interfacial reaction between Al and SiC fibers were analysed with optical microscope and SEM (scanning electron microscope). The wetting behavior of the as-received SiC fiber with Al melt was not uniform, indicated by the contact angles from less than $90^{\circ} to more Al melt was appeared in the initial stage of reation. It was considered that the metallic thin film played an important role in reducing the interfacial free energy and breaking down the aluminum oxide film by eutectic reaction with Al melt. However the wettability of Ni coated SiC fiber was not improved as much as that of Cu or Ag coated SiC fiber. The improvement of wettability by coating thickness is clearly showed in $1{\mu}m$ coated SiC fiber compared with $0.25{\mu}m$ coated SiC.

• Composites Research
• /
• 제22권5호
• /
• pp.15-23
• /
• 2009

가압주조법으로 제조한 $Al_2O_3$ 섬유와 SiC 입자 혼합 보강 금속복합재료(MMCs)의 상온과 고온에서 윤활마모특성을 조사하였다. 마모시험은 거리와 온도의 변화에 따라 속도를 고정시켜 25Kgf의 하중하에서 수행하였으며 MMCs의 시험편은 가압의 수평(PR)방향과 수직(N)방향에서 채취하였다. 혼합비의 영향을 관찰한 결과 상온에서는 20%섬유만 보강한 PR방향 MMCs의 마모거동은 N방향 보다 우수한 결과를 보였으나, 혼합보강 MMCs는 반대로 나타내었다. 고온($100^{\circ}C$)에는 모든 MMCs에서 PR방향의 마모거동이 N 방향보다 우수한 결과를 보인 것은 보강재와 마찰면간 윤활필름이 강호작용에 기인한 것으로 밝혀졌다. $150^{\circ}C$에서는 혼합 MMCs의 마모거동은 온도영향으로 PR이 N 보다 우수한 결과를 보였다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제50권6호
• /
• pp.523-530
• /
• 2017

In this study, we developed the h-BN interphase for ceramic matrix composites (CMCs) through a wet chemical coating method, which has excellent price competitiveness and is a simple process as a departure from the existing high cost chemical vapor deposition method. The optimum condition for nitriding an h-BN interphase using boric acid and urea as precursors were derived, and the h-BN interphase coating through a wet method on a carbon preform of 2.5 D was conducted to apply the optimum conditions to the CMCs. In order to control the coating property via the wet coating method, four parameters were investigated such as dipping time of the specimen in the precursor solution, the ratio of boric acid and urea in the precursor, the concentration of solution where the precursor was dissolved, and the cycle of dipping and dry process. The CMCs was fabricated through polymer impregnation and pyrolysis (PIP) processes and a three-point flexural strength test was conducted to verify the role of the coated h-BN interphase.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제48권9호
• /
• pp.663-670
• /
• 2020

2.5D C/SiC를 적용한 구조물의 거동 특성을 유한요소해석으로 근사하기 위해 기계적 물성 특성화와 모델링 기법에 관한 연구를 수행하였다. 2.5D C/SiC 소재의 거동 특성을 분석하기 위해 인장시험을 수행하였고 수학적 균질화 기법과 수정된 혼합 법칙을 적용하여 2.5D C/SiC를 구성하는 섬유와 기지의 탄성 물성을 정의하였다. 탄소성 거동을 나타내는 기지는 소성 영역의 거동을 bilinear 함수로 근사하고 시험과 해석의 오차를 최소화하여 등가 항복 강도와 등가 소성 강성을 계산하였다. 그리고 2.5D C/SiC의 RVE를 정의하고 수정된 혼합 법칙을 적용하여 유효강성행렬을 계산하는 과정을 ABAQUS의 User-defined subroutine을 통해 구성하였다. 제안된 과정을 바탕으로 정의된 섬유와 기지의 기계적 물성을 적용하여 유한요소해석을 수행한 결과는 시험의 거동을 잘 근사하고 있음을 확인하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제24권9호
• /
• pp.474-480
• /
• 2014

Process conditions for the impregnation of polycarbosilane preceramic polymer into SiC-based composites were investigated. Two kinds of preceramic polymer (PCP) was impregnated into SiC-fiber fabrics with different solvents of n-hexane and divinylbenzene (DVB). Both microstructural observations and mechanical tests were conducted to evaluate the impregnation. The matrix phases were particulated in the case of hexane solvents. Apparent relative density of the matrix was about 78.8%. The density of matrix was increased to about 96.1-98.8% when the DVB was used; however, brittle fracture was observed during a bending test. The modulus of toughness was less than $0.74J/m^3$. The fabric impregnated with a mixed PCP-dissolved solution showed intermediate characteristics with relative high density of filling (apparent density of ~96.1%) as well as proper bending behavior. The modulus of toughness was increased to about $5.31J/m^3$. The composites developed by changing the precursor and solvent suggested the possibility of fabricating SiCf/SiC composites without a fiber to matrix interphase coating.

• 전기화학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.48-53
• /
• 2012

리튬 이차전지의 대표적인 분리막인 polyethylene(PE) 분리막은 열에 의한 수축 및 기계적 파열의 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 기존 PE 분리막을 개선하기 위해 $Si_3N_4$ 코팅 분리막 (SCS, Silicon-nitride Coated Separator)을 제작하였다. $Si_3N_4$ 코팅이 분리막의 열적/기계적 수치안정성, 이온전도도, 및 전지의 출력 특성에 미치는 영향을 알아보았다. $Si_3N_4$ 분말을 polyvinylidene fluoride(PVdF) 결착재를 이용하여 PE 분리막의 한 쪽 면에 10 ${\mu}m$ 두께로 코팅하여 SCS를 제작하였다. SCS는 PE 분리막보다 $100{\sim}150^{\circ}C$에서 우수한 열적안정성을 나타냈으며, 특히 $150^{\circ}C$에서의 수축률은 10~20% 감소를 보였다. 또한, SCS의 인장강도는 PE 분리막에 비해 증가를 보였다. SCS는 PE 분리막에 비해 다소 낮은 이온 전도도를 보였지만, $LiCoO_2$/Li 코인전지의 C-rate(0.2~3C) 특성 평가에서는 유사한 결과를 보였다.