• 제목/요약/키워드: 세라믹 촉매 담체

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SiC 세라믹 하니컴 담체의 탄성 물성치 평가 (Estimation on Elastic Properties of SiC Ceramic Honeycomb Substrate)

  • 조석수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권12호
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    • pp.6106-6113
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    • 2013
  • 가솔린 엔진 차량용 삼원촉매담체는 주로 코제라이트 세라믹으로 제작되는 다공성 부품으로 엔진의 혼합기가 농후한 경우 삼원촉매의 열적 내구성이 급격히 떨어져 설계 내구 수명을 제대로 만족시키지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 SiC 세라믹 촉매 담체의 내구성 평가에 사용할 기계적 물성치를 유한요소해석으로 구하기 위하여 등가물성평가방법을 이용하여 SiC 세라믹 하니컴 담체의 기계적 물성치를 유한요소해석용 시험편으로 구하였다. MOR과 탄성계수는 코제라이트 세라믹 하니컴 담체에 비하여 SiC 세라믹 하니컴 담체가 최소 2배와 9.3배 정도 크게 평가되고 있어 SiC 세라믹 하니컴 담체는 코제라이트 세라믹 하니컴 담체에 비하여 높은 구조 강도를 가지고 있다.

SiC 세라믹 담체에 대한 피로강도저하계수의 평가 (Evaluation of Fatigue-Strength-Reduction Factor for SiC Ceramic Substrate)

  • 백석흠;조석수
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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    • pp.989-992
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    • 2011
  • 삼원 촉매는 주로 코제라이트 세라믹으로 제작되는 다공성 부품이다. 그러나 코제라이트 세라믹은 열적충격온도가 낮아 엔진의 혼합기가 농후한 경우 삼원촉매의 열적 내구성이 급격히 떨어져 내구 수명을 제대로 만족시키지 못하는 차량이 급격히 증가하고 있다. 따라서 본 논문은 유한요소법으로 구한 SiC 세라믹 재료의 등가 물성치를 기초로 SiC 세라믹 촉매 담체의 기계적 물성치를 유한요소해석용시험편으로 구한 뒤 SiC 세라믹 촉매담체가 실차에 설치될 경우의 열피로 성능에 대하여 평가하였다.

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CNG 버스용 NGOC/LNT 촉매의 CH4와 NOx의 동시 저감 (Simultaneous Reduction of CH4 and NOx of NGOC/LNT Catalysts for CNG buses)

  • 서충길
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.167-175
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    • 2018
  • 천연 가스는 공기 오염 물질을 거의 배출하지 않는 깨끗한 연료입니다. 이 연구의 목적은 CNG 버스용 NGOC/LNT(천연가스산화촉매/질소산화물흡장)촉매의 메탄과 질소산화물 동시 저감에 관한 연구로 메탄과 질소산화물 저감 성능 개선과 관련하여 조촉매, washcoat 담지량, 교반 시간 및 담체 종류에 대해 주로 초점을 두었다. 더구나, 니켈은 알칼리성의 독성 산화물이고 메탄에 영향을 미치는 효과가 있기 때문에, 3 wt% 니켈이 담지된 천연가스산화촉매는 일반적으로 메탄 전환율을 통해 우수한 메탄 감소 성능을 나타낸다. 담체에 담지량이 적으면 유해 가스의 흡장량이 충분치 않고 워시 코트가 너무 많이 담지되면 담체의 셀이 막히게 되었다. 촉매의 경제적을 고려할 때 촉매에 담지되는 양은 124g/L가 적절하다. 물질마다 5시간 동안 교반된 NGOC/LNT 촉매의 200에서 550도 까지 NOx 전환율은 2시간 동안 교반된 NGOC/LNT 촉매보다 전체 온도 범위에서 10-15% 우수한 성능을 보였다. 세라믹 담체의 NGOC/LNT 촉매는 메탈 담체보다 약 20% 수준의 높은 메탄 저감 성능을 나타냈다.

승용차용 세라믹 촉매 담체의 열적 내구성의 실험적 평가 (Experimental Estimation of Thermal Durability in Ceramic Catalyst Supports for Passenger Car)

  • 백석흠;김성용;승삼선;양협;주원식;조석수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권12호
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    • pp.1157-1164
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    • 2007
  • Ceramic honeycomb structures have performed successfully as catalyst supports for meeting hydrocarbon, carbon monoxide and nitrous emissions standards for gasoline-powered vehicles. Three-way catalyst converter has to withstand high temperature and thermal stress due to pressure fluctuations and vibrations. Thermal stress constitutes a major portion of the total stress which the ceramic catalyst support experiences in service. In this study, temperature distribution was measured at ceramic catalyst supports. Thermal durability was evaluated by power series dynamic fatigue damage model. Radial temperature gradient was higher than axial temperature gradient. Thermal stresses depended on direction of elastic modulus. Axial stresses are higher than tangential stresses. Tangential and axial stresses remained below thermal fatigue threshold in all engine operation ranges.

세라믹 촉매 담체의 내구 설계 기준에 대한 실험 및 수치해석의 비교 (Comparison of Experimental and Numerical Analysis for Durability Design Criteria in Ceramic Catalyst Substrate)

  • 백석흠;조석수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제27권9호
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    • pp.58-66
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    • 2010
  • This study examines thermal safety on three-way catalyst that dominates 70 % among whole exhaust gas purification device in 2003. Three-way catalyst durability in the Korea requires 5 years/80,000 km in 1988 but require 10 years/120,000 km after 2002. Three-way catalyst durability in the USA requires 7 years/120,000 km but require 10 years/160,000 km after 2004. Three-way catalyst maintains high temperature in interior domain but maintains low temperature on outside surface. Therefore this device shows tensile stress on outside surface. Temperature distribution of three-way catalyst was acquired by thermal flow analysis for predicted thermal flow parameter. Thermal stress analysis for three-way catalysis was performed based on this temperature distribution. Thermal safety of three-way catalyst was estimated by power law dynamic fatigue life estimation and strength reduction methods for thermal stress.

깁사이트를 원료로 한 고온촉매용 담체의 제조 II, 비정질 알루미나의 담체 전구체로서의 특성 (Preparation of High-Temperature catalytic Support from Gibbsite II. Properties of Amophous Alumina as Precursor of Catalyst Support)

  • 김성연;김연식
    • 한국세라믹학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.92-100
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    • 1996
  • Amorphous alumina(AA) the precursor of ${\gamma}$-alumina for catalyst support was made in the newly designed ball filled heating column. Some properties of AA as precursor were investigated. In observation of microstruc-ture and pore structure of AA and its derivatives scanning electronic microscope(SEM) and transmission electronic microscope(TEM) were used. It was found that the width of one particle in AA was 45~60$\AA$ and the average distance among the particles ranged 9~12 $\AA$ which suggested a micropore structure. When AA was reacted with water the shape of the surface was found to be altered and acicular bioehmite was formed inside AA which contributed inproved formability. Pore distribution was evaluated for the three samples of AA ground and granulated lump and La2O3 coated alumina. Acid sites were quantitatively determined by ammonia TPD method and the effect of impurity of Na on acid sites was discussed. Water adsorption capacity was evaluated in terms of a desiccant.

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세라믹 하니컴 담체의 3차원 유한요소해석을 위한 등가탄성방법의 효과적인 접근 (An Effective Approach of Equivalent Elastic Method for Three-Dimensional Finite Element Analysis of Ceramic Honeycomb Substrates)

  • 백석흠;조석수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권3호
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    • pp.223-233
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    • 2011
  • 세라믹 모노리스 촉매는 두 계층으로 구성된 하니컴 구조이다. 하니컴 구조는 열유동 및 구조해석에서 연속체로 고려한다. 하니컴 구조의 등가 기계적 물성은 유한요소해석(FEA) 시험편으로부터 얻어진다. 강도 시험과 FEA는 ASTM C1674-08에서 소개된 사각 단위 셀 시험편과 시험방법에 의해 각각 달성되었다. 코제라이트 세라믹 층과 워시코트 층 사이의 접합계수는 거의 0이다. FEA 시험편은 접합계수에 기반한 모델로 만들어진다. 세라믹 모노리스 담체에서 탄성계수, 푸아송 비와 열적 물성은 FEA 시험편에 의해 결정하였다.