• 제목/요약/키워드: 상변화재료

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원료분말과 금속간화합물 분말로 기계적 합금화한 $Al_3$(${Nb_{1-x}}{Zn_x}$) 합금의 미세구조특성 (Microstructural Characterization of $Al_3$(${Nb_{1-x}}{Zn_x}$) Alloy Prepared by Elemental Powder and Intermetallic Powder)

  • 이광민;이지성;안인섭
    • 한국재료학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.345-353
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    • 2001
  • 본 연구에서는 MA 방법을 사용하여 $Al_3$Nb 금속간화합물의 조성에 Zr을 첨가하여 $Al_3$(Nb$_{1-x}$ )Zr$_{x}$ 합금분말을 제조한 후 이에 따른 상변화 거동 및 미세구조특성을 분석하였다. MA는Al$_3$(Nb$_{1-x}$ )Zr$_{x}$의 조성으로 Al, Nb, Zr 원료분말과 arc meltinly된 $Al_3$Nb, $Al_3$Zr 금속간화합물 분말을 사용하여 300rpm의 회전속도로 20시간 동안 MA하였다. 이때의 정상상태의 원료분말은 약 4$\mu\textrm{m}$의 평균입도와 약 12~18nm의 결정립크기를 가졌으며, arc melting된 분말은 약 2$\mu\textrm{m}$의 평균입도와 약 14nm의 결정립크기를 가지는 분말을 얻을 수 있었다 원료분말과 금속간화합물 분말의 MA 기구는 상이한 거동을 나타내었으며, 분말의 내부변형량은 원료분말이 금속간화합 분말보다 내부변형량이 더 많이 축적되었다. 이는 원료분말의 MA 경우 냉간 압접과 파괴가 반복적으로 진행되었지만 금속간화합물 분말은 취약한 화합물상이어서 냉간압접 보다는 파괴가 지배적으로 진행되었기 때문이다. 원료분말을 MA하였을 경우에는 Al (Nb.Zr)$_2$상이 형성되었으나 금속간화합물 분말로 MA하였을 경우에는 3원계 화합물상이나 비정질상으로 상변태 되지 않고 단지 두 합금상이 분쇄되어 나노복합화 되었다. 후속 열처리에 의해 원료분말인 경우에는 $Al_3$(Nb.Zr)의 화합물상이 쉽게 형성되었으나, 금속간화합물 분말의 경우에는 새로운 상 생성은 얼었고 단지 열처리 전의 분말내부에 쌓여있던 내부변형에너지가 약 60% 정도 감소하였다.

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초고온 상변화 물질을 이용한 열회수장치 개발:Part I 축열재 모듈의 열전달 현상 해석 (Development of a Heat Regenerator Using High Temperature Phase Change Material : Part I Prediction of Heat Transfer Phenomena in a Single Module of Phase Change Material)

  • 박준규;서경원;김상진
    • 에너지공학
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    • 제2권3호
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    • pp.258-267
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    • 1993
  • 본 연구에서는 초고온 잠열 축열재를 이용한 에너지 저장 시스템을 개발하기 위한 첫 단계로 에너지 저장 시스템 내부를 구성하는 단일 축열재 모듈에 대한 축방열 특성에 관한 수치모델을 개발하였다. 잠열축열재는 Si와 Al이 각각 96.8%와 2.7%인 합금으로 Ca, Fe 및 Ti 등의 불순물을 함유하고 있으며, 그것을 둘러 싼 캡슬은 SiC와 흑연이 각각 58%와 42%인 합금으로 융점은 약 1673 K다. 재료분석 결과에 준하여 수치모델 개발에 필요한 물리·화학적 데이타를 참고문헌으로부터 인용하였으며 유체의 온도와 속도를 축열재의 축방열 특성에 관한 변수로 사용하였다. 상전이에 관한 해석은 겉보기 열용량 법(apparent capacity method)과 postiterative 법의 장점들을 이용하여 해석하였다. 수치해석 결과 가스의 온도가 실제 조업에 가까운 1773 K의 경우 잠열재가 축방향으로 빨리 용융되고 상대적으로 가스의 온도가 높아 온도 차이가 큰 3000 K의 경우 잠열재가 반경방향으로 빨리 용융되는 현상이 일어났다. 가스의 유속은 온도에 관계없이 느린 경우에만 용융시간에 영향을 주고 빠른 경우에는 융용시간이나 용융형태에 거의 영향을 주지 못하며, 유속이 느릴수록 축열재 내부 온도구배의 앞·뒤 비대칭성이 심해지는 것이 예측되었다.

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동절기 이중외피 시스템에 적용 가능한 PCM재료의 온도설정에 따른 실내 열 성능 분석에 관한 연구 (Study on Indoor Thermal Performance Analysis upon PCM Temperature applicable to the Double Skin Facade System in the Winter)

  • 류리;서장후;김용성
    • KIEAE Journal
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    • 제15권3호
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    • pp.43-48
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    • 2015
  • Purpose: Recently, many countries around the world are actively looking for the ways to make full use of natural energy sources and also develop and apply an environmentally friendly system designed to save building energy consumption. Under these circumstances, this study intended to determine the applicability and energy saving effect by deriving the indoor thermal performance characteristics and the PCM temperature appropriate for a double skin façade to reduce indoor energy consumption through the application of different PCM temperatures to double skin façade and perform a performance evaluation depending on the application or non-application of PCM to a double skin façade. Method: For this study, the physical variables of the double skin façade with PCM were configured through a preliminary examination based on an experimental measurement, and experimental measurements were taken with a total of 7 types of mockup cases: Type-1 (Basic), the basic double skin façade, Type-2 (PCM $18^{\circ}C$) which was applied to the inner skin of the double skin façade depending on the phase-change temperature of PCM, Type-3 (PCM $20^{\circ}C$), Type-4 (PCM $22^{\circ}C$), Type-5 (PCM $24^{\circ}C$), Type-6 (PCM $26^{\circ}C$), and Type-7 (PCM $28^{\circ}C$) with reference to the data analysis of the basic double skin façade which preceded this study, to analyze the indoor thermal performance of the double skin façade depending on PCM temperature and the installation or non-installation of a double skin façade applying PCM based on the selected unit space. Result: Indoor thermal performance was analyzed depending on the PCM temperature applicable to double skin façade, and the analysis of heating energy reduction showed that Type-2 (PCM $18^{\circ}C$) gained 15.9% more heat compared with Type-1 (Basic) and secondly, Type-3 (PCM $20^{\circ}C$) gained 11.5% more heat. Based on these findings, it is deemed possible that the use of energy for heating can be reduced when heat coming indoors increases during the heating period, and the appropriate temperature for PCM applied to the inner skin of a double skin façade to reduce heating energy in winter, Type-2 (PCM $18^{\circ}C$) showed the highest efficiency and Type-3 (PCM $20^{\circ}C$) was also deemed appropriate.

산화우라늄의 결정구조 분석 (Crystal Structure Analysis of Uranium Oxides)

  • 김정석;최용남;이창희;김시향;이영우
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권11호
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    • pp.967-972
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    • 2001
  • $UO_2$계 핵연료재료에서 O/U 비가 2.0, 2.03, 2.14, 2.19, 2.20 및 2.26인 시료들에 대한 중성자회절 데이터를 rietveld 정밀화를 이용하여 결함 및 결정구조, 온도에 따른(상온~100$0^{\circ}C$) 상변화 등을 분석하였고, 이를 상태도와 비교하였다. O/U 비가 2.14, 2.19, 2.20인 시료는 모두 $UO_{2+x}$$U_4$$O_{9}$ 두 상이 혼합된 것으로 분석되었고, 온도가 증가함에 따라 $UO_{2+x}$의 양이 증가하였다. $UO_{2+x}$는 공간군 Fm3m(a≒5.4$\AA$)으로, $U_4$$O_{9}$은 143d(a≒21.8$\AA$)로 분석되었다. $UO_{2.2}$$UO_{2.18}$에서 중성자회절 데이터를 이용한 온도에 따른 상분석 결과와 상태도로부터 예측되는 변화 경향은 대체로 일치하였으나, 부분적으로 차이를 나타내었다. 문헌에서 보고된 $U_4$$O_{9}$상의 ${\gamma}$$\longrightarrow$$\beta$$\longrightarrow$$\alpha$로의 상전이를 상분해와 연관하여 고찰하였다.고찰하였다.하였다.다.하였다.

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상변화물질을 사용한 반강성 포장용 초속경시멘트 페이스트 재료의 성능평가 (Material Characteristics of Rapid Hardening Cement Paste Using Phase Change Material for Semi-rigid Pavement)

  • 김성수;이병재;방진욱;김윤용
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.44-50
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    • 2016
  • 본 연구에서는 상변화물질(PCM)을 반강성 포장체를 구성하는 초속경시멘트 페이스트 주입재에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 반강성포장용 주입재의 아크릴레이트를 PCM으로 치환에 따른 총 6종류의 주입재 배합에 대하여 경화 전 후 특성을 실험을 통해 평가하였다. 아크릴레이트를 PCM으로 치환하여 유동성을 평가한 결과 본 연구에서 목표로한 유하시간 10~13초를 모두 만족시킬 수 있는 것으로 나타났다. 응결시간의 경우 PCM으로 치환하더라도 초속경 시멘트의 성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났고, PCM 치환 60%이상의 경우 초결시간이 다른 배합에 비해 1~2분 빨리 발생되었다. 압축강도 및 부착강도의 경우 Plain 배합과 유사한 강도특성을 나타내었고, 본 연구에서 목표로 하는 압축강도 36MPa, 부착강도 2MPa를 모두 만족시켰다. PCM으로 치환한 배합은 아크릴레이트만을 사용한 배합에 비해 우수한 염소이온침투저항성을 나타내었으나, OPC수준에는 미흡하였다. 반강성포장용 주입재에 대한 물리 역학적 성능평가 결과, 이 연구의 범위내에서는 PCM 대체율 20% 수준이 효과적인 것으로 판단된다.