• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.55.2-55.2
• /
• 2010

기존의 thermal spray coating은 분사시 가스와 입자가 높은 열을 동반하여 상대적으로 차가운 기판과의 충돌되는 과정에서 기판과 입자 사이에 열응력이 발생하게 되고, 이것은 코팅 특성을 저하시킨다. 또한 고온의 가연성 가스등의 사용으로 작업 시 안전문제 등의 단점이 있었다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 분사 시 운동에너지를 주로 이용하는 cold spray coating 공정이 개발되었다. 이 공정은 코팅 입자를 임계속도 이상으로 가속시켜 입자와 기판이 충돌시 소성 변형을 통해 적층되는 코팅기술이다. Cold spray coating공정은 상온 코팅이 가능하기 때문에 주입입자의 물성이 비교적 그대로 유지되고, 고온의 열로 인한 기판의 변질을 막을 수 있다. Cold Spray coating에서 주로 원형 노즐을 사용하나 본 연구에서는 분사 효율 향상을 위한 광폭노즐을 사용하여 코팅 시간 단축을 기대하고 있다. 임계속도 이상의 입자 확보를 위하여 노즐의 expansion ratio와 노즐 shape의 변화를 주어 그에 따른 노즐내의 유동장을 수치해석을 통해 계산하였다. 분사되는 출구면과 기판 사이의 입자 속도 분포를 해석하였고, 이를 통해 임계속도 이상의 속도를 갖는 유효 입자들의 분포 및 유효 분사 면적을 예측하였다. 또한, 기존의 원형 노즐과 광폭 노즐과의 유동장 비교 및 각 노즐 분사면을 분석하여 cold spray coating공정에서의 효율적인 노즐 형상을 디자인하였다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.49-54
• /
• 2008

나노결정입자와 일반 입자를 이용하여 $60cm{\times}60cm{\times}180cm$의 밀폐 공간에서 연기제거 성능을 평가해보았다. MgO, $CeO_2$, $Al_2O_3$, ZnO, $TiO_2$등의 나노결정입자와 $NaHCO_3$ 등의 일반입자를 사용하였다. 실험은 입자를 30초, 1분, 2분 간격으로 연기에 분사하여 시간에 따른 연기 제거 성능을 관찰해 보았고, 아울러 3, $6\;kgf/cm^2$등의 입자 분사 압력 변화에 따른 연기 제거 성능도 평가해 보았다. 평가 결과, $TiO_2{\fallingdotseq}MgO$ > ZnO > $CeO_2$ > $NaHCO_3$ > $Al_2O_3$의 순으로 연기 제거 성능이 우수하였다. MgO와 $TiO_2$를 분사한 경우 자연스럽게 연기가 제거 되는 속도보다 약 10배 정도로 빠르게 연기가 제거되었다. 분사압력이 $6\;kgf/cm^2$에서 $3\;kgf/cm^2$로 감소하면, 입자가 연기와 부딪히는 힘이 약하고 분출양이 작아서 연기 제거 성능도 아울러 감소한 것으로 판단된다. 연기 제거 성능은 입자의 특성, 분출 압력, 분출 양, 분사 노즐의 크기 등에 영향을 받는다. 따라서 효과적인 연기제거를 위해서는 이러한 조건을 최적화하는 것이 중요하다. 본 연구는 이러한 연기 제거 입자가 실제 화재에 적용하는 것을 최종적 목표로 한다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.19 no.3
• /
• pp.9-19
• /
• 2015

Experimental research on characteristics of particle-laden jet by using a coaxial injector was conducted in order to design fuel and oxidizer injectors of the supercavitation underwater vehicle. $1{\mu}m$ and $42{\mu}m$ particles was simultaneously injected to obtain particle and fluid velocity. Small particles($1{\mu}m$) and large particles represent fluid and fuel characteristics respectively. Small particles, which was processed using PIV algorithms, and one for the large particles processed using PTV algorithms. Fluid phase axial velocity increases according to particle loading ratio increases, and particles are located at the outside of the high vorticity region in a mixing layer of a coaxial injector.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
• /
• v.17 no.5
• /
• pp.70-75
• /
• 2018

This study analyzes the change of Al 6061-T6 specimen surface shape when undergoing microparticle spraying and analyzes the influence of factors on the experiment. Fine particle spraying is applied to the specimen and the surface shape of the processed surface is measured through a surface shape measuring device. The measured data was analyzed by the ANOVA method to investigate the effect of factors such as particle, nozzle diameter, pressure, injection height, and injection time on the injection depth and injection diameter.

• Composites Research
• /
• v.36 no.3
• /
• pp.199-204
• /
• 2023

A combination of a metallic mesh and an adhesive layer of metallic particle/epoxy composite was introduced as an intermediate layer to enhance the adhesion between cold-sprayed particles and fiber-reinforced composites (FRCs). Aluminum was considered for both the metallic particles in the adhesive and the metallic mesh. To predict the mechanical characteristics of the intermediate bond layer under a high strain rate, the properties of the adhesive layer needed to be calculated or measured. Therefore, in this study, the Al particle/epoxy adhesive was homogenized by using a rule of mixture. To verify the homogenization, the penetration depth, and the thickness decrease after the cold spray deposition from the undeformed surface, was monitored with FE analysis and compared with experimental observation. The comparison displayed that the penetration depth was comparable to the diameters of one cold spray particle, and thus the homogenization approach can be reasonable for the prediction of the stress level of particulate polymer composite interlayer under a high strain rate for cold spray processing.

• Polymer(Korea)
• /
• v.38 no.1
• /
• pp.98-102
• /
• 2014

Nowadays, silk fibroin receives a lot of attention as novel natural biomaterials due to its excellent biocompatibility and biodegradability. Electrohydrodynamic spraying (EHDS) is one of the method for the preparation of micro or nanoparticles by applying high voltage to the polymer solution. In this research, we fabricated silk fibroin porous microparticles by electrohydrodynamic spraying. Poly(ethylene glycol) (PEG) was added to the fibroin solution to give pores to silk fibroin microparticles. By the addition of PEG, the microparticle size was decreased despite of the decrease in conductivity and the increase of viscosity of the spraying solution. It seems that the immiscibility of silk fibroin and PEG affected much more to the microparticle size than the conductivity and viscosity. Immersing the as-sprayed microparticles into the water removed the phase-separated PEG, and finally, porous silk fibroin microparticles were prepared. The porous silk fibroin microparticles are expected to be applied as drug carriers in drug delivery or cell carriers in tissue engineering.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2003.03a
• /
• pp.214-214
• /
• 2003

제지산업에 경쟁력을 부여할 수 있는 방법의 일환으로 제지용 도공안료의 표면개질을 시도하였다 은(Ag)이 항균력이 있다는 것이 여러 사람에 의해 증명된바 있으므로 이 은의 항균력을 제지용 무기안료에 이산화티탄과 함께 표면개질하고 다기능성 복합 항균분체를 설계하였다. 표면개질장치에 설치한 기상분사장치를 통해 은 용액을 고압기상분사로 TiO$_2$입자 표면에 Coating 하였다 이때의 분무각도는 60$^{\circ}$이고 오리피스 직경은 0.6mm, 분사 압력은 14kgf/$\textrm{cm}^2$ 이다. TiO$_2$에 은 용액을 기상분사하여 코팅시킨 후 표면개질 계산식에 의한 배합비로 모입자(clay, CaCO$_3$, PE)와 자입자(TiO$_2$)를 혼합하였고, 분체의 대전현상을 이용하여 모입자 주위에 자입자를 부착시킨 후, 고속기류중 충격력으로 표면개질처리를 하였다 표면개질 장치를 사용하여 제지용 무기안료 표면에 은용액이 코팅된 TiO$_2$를 개질 시켰다. 각종 물성(항균성, 백색도, 산란도)과 XRD, SEM 측정을 통해 기능성 항균분체의 실용방안 가능성에 대하여 조사하였다.

• Journal of Power System Engineering
• /
• v.15 no.3
• /
• pp.5-11
• /
• 2011

디젤기관의 경우는 종래부터 직분식이 주류를 이루었고, 근래에는 분사압력의 고압화가 진행중이다. 분사압력의 고압화에 의해 연소효율의 향상 및 배출가스중의 입자상물질(PM:Particulate Matter)의 저감을 유도하고 있으나, 연소가스의 고온화로 인해 질소산화물(NOx:Nitrogen Oxides)은 증가한다. 따라서, 분사기간의 지연(Retard)이나 파일럿분사(Pilot injection)등의 혼합기제어에 의해 질소산화물의 저감을 꾀하고 있다. 이와 같이 디젤기관에 있어서도 혼합기 형성의 최적화에 의한 연소제어를 시도하는 수법이 중시되고 있고, 이를 위해서는 디젤분무 구조에 기초한 혼합기의 형성기구에 대한 규명이 매우 중요하다. 그러므로 본 연구에서는 보다 고도의 혼합기형성 제어를 위한 기초연구로서 고온 고압장에서의 증발디젤자유분무구조를 해석하였으며, 계측영역은 연료와 주위기체와의 혼합이 활발히 진행되는 분무의 하류영역으로 설정하고, 입자화상속도측정법(particle Image Velocimetry:PIV)을 이용한 분무의 유동해석을 기초로 증발 디젤분무의 구조 해석을 행하였다. 실험조건으로서 분사압력을 72MPa, 112MPa로 각각 변화시켰다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2005.06a
• /
• pp.649-652
• /
• 2005

Abrasive jet machining is a well-known process for patterning window glass and mirrors. The technics is now being developed for the production structure with high precision. This paper describes erosion profile modeling of micro abrasive jet machining and compares with other researcher's model.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.39 no.4
• /
• pp.351-358
• /
• 2015

In the recent times, the use of gasoline direct injection (GDI) engines has been regarded as a means of enhancing conformance to emission regulations and improving fuel efficiency. GDI engines have been widely adopted in the recent years for their better engine performance and fuel economy compared to those of conventional MPI gasoline engines. However, they present some disadvantages related to the mass and quantity of particulate matter generated during their use. This study investigated the nanoparticle characteristics of the particulate matter exhausted from a GDI engine vehicle installed with different types of gasoline particulate filters, after subjecting it to ultra-lean burn driving conditions. Three metal foam and metal fiber filters were used for each experimental condition. The number concentrations of particles were analyzed for understanding their behavior, and the reduction characteristics were obtained for each type of filter.