• 제목/요약/키워드: 기계적 열화

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가역투자율를 이용한 초초임계압 내열강의 기계적 열화에 관한 비파괴평가 (Nondestructive Evaluation for Mechanical Degradation of Ultrasuper-Critical Heat-Resistance Steel by Reversible Permeability)

  • 안성빈;김재진;서동민;김정석
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.46-52
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    • 2018
  • Nondestructive evaluation for mechanical degradation of ultrasuper-critical (USC) heat-resistance steel, which is attractive to the next generation of power plants is studied by magnetic reversible permeability. The interrelationship between reversible permeability and high-temperature mechanical degradation has been investigated by precise measurement of permeability nondestructively. Also, the effects of microstructural variation on reversible permeability are discussed. Isothermal aging was observed to coarsen the tempered carbides ($Cr_{23}C_6$), generated the intermetallic phases ($Fe_2W$), and grow rapidly during aging. The dislocation density also decreases steeply within lath interior. The peak to peak interval (PPI) of reversible permeability profile decreased drastically during the initial 500 h aging period, and was thereafter observed to decrease only slightly. The variation in PPI is closely related to the decrease in the number of pinning sites and the degradation in tensile strength.

핫프레스 공정 기반 CF-PEKK 복합재의 근적외선 고속가열에 의한 열적 열화 반응의 메커니즘 분석 (Analysis of Thermal Degradation Mechanism by Infrared High-speed Heating of CF-PEKK Composites in Hot Press Forming)

  • 이교문;박수정;박예림;박성재;김윤해
    • Composites Research
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    • 제35권2호
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    • pp.93-97
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    • 2022
  • 열가소성 복합재의 핫프레스 성형공정에서 근적외선 가열의 적용은 소재를 성형온도까지 고속가열함으로써 공정 전체의 생산성을 확보할 수 있으나, 고에너지, 높은 성형온도, 고속가열에 의해 소재의 열화가 발생하여 재용융 성능 등의 소재 특성이 저하될 수 있다. 이에 본 연구는 고성능 항공소재로 활발히 연구개발되고 있는 Carbon fiber reinforced Polyetherketoneketone(CF/PEKK) 복합재에 적합한 핫프레스 성형공정의 최적화된 공정조건을 확립하기 위하여 근적외선 고속가열을 적용하였을 때, CF/PEKK 복합재에서 발생할 수 있는 열화 메커니즘과 그 특성을 형태학적, 열적 특성 및 기계적 성능 시험을 통해 평가하였다. 열화 반응에 따른 메커니즘 규명은 광학현미경을 활용하여 PEKK의 결정구조의 형태학적 조사를 기반으로 분석하였다. 그 결과, 열화가 진행됨에 따라 구결정의 크기가 감소하며 최종적으로 완전 열화 시 구결정이 소멸되는 것을 확인하였다. 열적 특성은 용융온도, 결정화온도, 발열량이 열화가 진행됨에 따라 감소하는 경향이 관찰되며, 460℃ 장시간 노출에서 결정구조가 소멸된 것을 확인하였다. 랩전단강도(Lap shear strength)시험 결과, 열화된 표면에서는 낮은 접합강도가 관찰되며, 접합면 분석에서 특정 면에서는 열에 의한 용융 특성이 나타나지 않았다. 결론적으로 CF/PEKK 복합재의 근적외선 고속가열 적용에 있어 특정 온도에서 열화 진행되며, 이에 구결정의 형태학적 변화와 열가소성 소재의 재용융 특성의 저하를 확인하였다.

고분자연료전지에 사용되는 e-PTFE 지지체의 펜톤반응 후 화학적 열화 (Chemical Degradation of e-PTFE Support Used in PEMFC after Fenton Reaction)

  • 오소형;임대현;이무석;이동훈;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권4호
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    • pp.536-540
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    • 2020
  • 고분자연료전지(PEMFC) 고분자막의 지지체는 기계적 내구성 향상에 핵심적인 역할을 한다. 지지체로 사용하는 e-PTFE는 화학적으로 안정하여 PEMFC 구동과정에서 전기화학적인 열화에 대해서는 거의 연구되지 않았다. 본 연구에서는 e-PTFE가 Fenton 반응과정에서 발생한 라디칼과 과산화수소에 화학적으로 안정한지 검토하였다. Fenton 반응 과정에서 e-PTFE의 주사슬이 끊어져 지지체의 화학적 구조와 형태 변화가 발생하였고, 그에 따라 인장 강도가 감소하였다. 실제 PEMFC 구동과정에서 고분자막 이오노머의 전기화학적 열화는 라디칼과 과산화수소에 의해서 고분자막 내부에서 발생하므로, e-PTFE 지지체의 셀 내에서 전기화학적 열화도 발생할 수 있음을 본 연구 결과가 보였다.

중성자 조사에 따른 오스테나이트 스테인리스 강의 기계적 재료거동 변화를 고려한 사용자 정의 보조 프로그램 개발 (Development of User Subroutine Program Considering Effect of Neutron Irradiation on Mechanical Material Behavior of Austenitic Stainless Steels)

  • 김종성;정명조;박정순;오영진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권9호
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    • pp.1127-1132
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    • 2013
  • 원자로 내부구조물은 파손시 원자로 안전 운전/정지에 주요한 영향을 미칠 수 있으며 중성자 조사 수준이 높아 중성자 조사와 관련된 다양한 열화가 발생하였거나 잠재적으로 발생할 수 있다. 원자로 내부구조물의 주요 재질인 오스테나이트 스테인리스 강은 중성자 조사에 따라 인장/크리프 물성, 파괴인성 등 기계적 재료 거동에 변화가 발생한다. 각종 열화기구에 대한 원자로 내부구조물의 구조 건전성이 설계수명 또는 계속운전 기간 동안 유지됨을 평가할 때 중성자 조사에 따른 기계적 재료거동의 변화를 고려하여야 한다. 본 연구에서는 중성자 조사에 따른 기계적 재료거동의 변화를 고려한 사용자 정의 보조 프로그램을 개발하였다. 개발된 사용자 정의 보조 프로그램을 다양한 조건에 대해 검증한 결과, 타당함을 확인하였다.

고온설비의 경년열화와 측정법

  • 정희돈
    • 기계저널
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    • 제31권3호
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    • pp.251-260
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    • 1991
  • 발전 설비를 중심으로 고온 부재의 잔존 수명 진단을 위한 경년 열화도의 측정에 관련된 연구 현황에 대해 극히 좁은 범위 안에서 개략적으로 기술했다. 국내의 산업체에서도 현재 이에 관 련된 문제점을 제시하고 있고 앞으로 이러한 문제의 발생은 그 빈도와 규모면에서 증가하게 될 것이다. 이에 대비하여 기존 방법의 기술적 터득과 데이터의 축적 그리고 측정 정도를 향상시 키기 위한 새로운 측정 방법들의 개발이 시급한 실정이다. 정확한 진단과 수명이 예측을 위해선 본 글에서 설명된 각종 측정법들과, 짧은 식견으로 여기에서는 설명되지 못한 금속학적 고찰을 가미한 수많은 측정법들을 종합적으로 행하여야 할 필요가 있다는 것은 말 할 나위도 없다. 또한 실기 사용 부재의 입수, 나름대로의 정보 교환은 연구 초기 단계에서 부딪치는 수많은 문 제점들을 원활하게 해결하기 위해서는 각 전문분야의 학술적 교류와 더불어 산. 학. 연의 공동 연구가 절실하게 요구된다.

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고전압회전기 고정자권선의 모의결함에 따른 부분방전 특성인자 분석 (Analysis Of PD Characteristic Parameters Based On Simulated Defects For High Voltage Rotating Machine Stator Bar)

  • 오봉근;김현일;한창동;임기조
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1399-1400
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    • 2007
  • 고전압회전기 고정자권선의 절연은 열적, 전기적, 기계적, 환경적 스트레스에 복합적으로 노출되어 열화 된다. 이런 열화의 진전특성을 분석하기 위한 고정자권선 절연상태 진단은 안정한 운전을 보장하고 발전기의 잔여수명을 연장하는데 매우 중요한 방법이다. 이 논문에서는 절연상태를 진단할 수 있는 시험방법 중 부분방전시험을 이용하여 고정자권선에서 발생할 수 있는 모의결함을 인가하고 결함별로 나타나는 위상기준 부분방전 분포특성을 분석하여 결함별 특성을 식별하였다.

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알루미늄 합금 레이저 용접부의 기계적 성질에 영향을 미치는 인자 (Factors affecting the mechanical properties of aluminum alloy laser welds)

  • 윤종원;이윤상;박현성;신현일
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
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    • pp.131-133
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    • 2004
  • 차체 경량화 소재인 냉간압연 알루미늄합금 판재는 대부분의 경우 연신율이 15%이하로 연신율 35%이상인 차체용 강판(SPCC, SPCD, SPCE 급)에 비채 성형성이 나쁘다. 알루미늄 합금 용접부의 기계적 성질 및 성형성 또한 모재에 비해 열화됨이 알려져 있다. (중략)

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Nanoindentation과 유한요소해석을 통한 표면처리강판의 박막 경도 및 탄성계수 측정

  • 고영호;이정민;김병민;고대철
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.142-142
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    • 2004
  • 박막으로 표면처리한 다양한 강판이 자동차 차체와 부품, 가전제품 등의 제조를 위해 여러 가지 판재 성형공정에 적용되고 있으나, 제품 개발기간과 비용 감소, 성형과정에서 표면 코팅층의 특성 변화로 인해 성형성 열화와 성형불량을 줄이면서, 제품의 고정밀화, 고품질화를 실현하기 위해서는 코팅층에 대한 기계적 특성과 마찰거동을 명확히 규명하는 것이 반드시 필요하다 현재 나노 마이크로 수준인 코팅층의 기계적 물성치를 측정하기 위해 가장 널리 사용되는 방법은 나노 인덴테이션이다.(중략)

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복합재료의 열화도 및 경화도에 따른 초음파 특성 연구 (The Evaluation of the thermal degradation and the degree of cure of glass/epoxy composite by ultrasonic technique)

  • 강길호;최원종;박상윤
    • Composites Research
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    • 제16권6호
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    • pp.33-40
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    • 2003
  • 복합재료의 열화에 의한 미세한 손상을 실제적으로 관찰하기는 쉽지 않다. 복합재료의 열화는 심각한 blistering이 일어나기 전에 chain scission, oxidation 등의 분자적인 상변화 과정을 거쳐 모재 또는 모재와 강화제 사이의 계면에서 미세한 delamination이 발생하고 성장한다. 복합재료의 열화에 의한 초기 열손상은 기계적인 특성에 큰 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 복합재료 부품이 열이나 화염에 단기간 노출되었을 경우 및 경화도에 따른 초음파 투과 특성을 분석하였다. 온도와 시간에 따라 열화 시험을 실시하고 초음파 탐상을 통하여 absorption coefficient를 측정한 결과 열화에 의한 미소 균열과 분자 적인 상변화에 의하여 열화도가 높을수록 높은 absorption coefficient값을 보였다 경화온도를 달리하여 경화된 복합재료의 초음파 탐상 결과 경화 온도가 높을수록 absorption coefficient 값은 높아졌으며 material velocity는 낮아지는 경향을 보였다. 이는 높은 온도에서 경화될수록 수분 및 휘발 성분에 의한 void와 같은 결함이 많이 발생하고 분자 구조적인 측면에서 높은 온도에서 경화된 경우 초음파 흡수율이 높은 망상구조가 형성되기 때문이다.

열화시간에 따른 폴리에틸렌 파이프의 기계적 물성 거동 (Mechanical Property Behaviors of Polyethylene Pipe due to Thermal-Degradation)

  • 원종일;최길영
    • 폴리머
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    • 제33권5호
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    • pp.446-451
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    • 2009
  • 신뢰성 평가 시험법인 RS M 0042에 따라, 열화시간 경과에 따른 선형저밀도 폴리에틸렌 파이프의 신뢰성 평가를 수행하였다. 열화시간이 증가함에 따라, 인장강도는 250일 열화시점까지 비례적으로 증가하였고, 경도는 비교적 미소한 증가를 보였으며, 연신율은 점진적으로 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 열화시간이 증가함에 따른, 결정화도의 증가와 열산화에 의한 가교밀도의 증가, 사슬 전단 및 사슬 운동성의 감소 등에 기인한 것으로 판단된다. 장기정수압시험 결과는 초기의 연성파괴에서 차후 취성파괴로 전환되는 시점이 존재함을 확인하였다. 산화유도시간 측정은 선형저밀도폴리에틸렌 파이프의 열산화 정도를 관찰하기 위해 도입되었다. 측정 결과는 250일 이후 선형저밀도폴리에틸렌 파이프에 첨가된 산화방지제가 거의 고갈되었음을 보여준다. $100^{\circ}C$ 열화 조건에서 산화방지제의 잔존량을 계산할 수 있는 실험식을 열화시간의 함수로 표현하여 제안하였다. 적외선분광분석 결과는 열화된 선형저밀도폴리에틸렌 파이프 표면상에 카르보닐 및 하드록실 관능기가 증가하였음을 보여준다. 이는 선형저밀도폴리에틸렌 표면의 탄화수소 그룹의 산화가 국부적으로 발생하였음을 나타낸다.