• 제목/요약/키워드: 승온속도

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LaMnO3 비등온 합성반응의 열적특성 (Thermal Characteristics of LaMnO3 Non-isothermal Synthesis Reaction)

  • 전종설;이정훈;윤창혁;유동준;임대호;강용
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권3호
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    • pp.404-409
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    • 2016
  • 비등온의 열중량분석기(TGA)에 의해 nitrate-citrate 혼합물의 전구체로부터 $LaMnO_3$ 합성반응의 열적특성과 반응특성을 고찰하였다. TGA의 승온속도는 5.0, 10.0, 15.0, 20.0 K/min으로 조정하였다. $LaMnO_3$ 합성반응은 승온속도의 변화에 따라 450~600 K (X=0.4~0.7)에서 빠르게 진행되었다. $LaMnO_3$ 합성반응의 활성화에너지는 Friedman, Ozawa-Flynn-Wall 그리고 Vyazovkin의 방법으로 해석하였는데, 반응전환율의 변화에 따라 23~243 kJ/g-mol 범위 값을 나타내었다. 반응차수는 승온속도와 반응전환율이 증가함에 따라 감소하였다. 반응차수의 평균값은 반응전환율이 0.1~0.3의 범위인 반응초기에는 4.5이었으며, 반응전환율이 0.7~0.9 범위인 반응의 종결 부분에서는 1.87이었다. 반응속도의 빈도인자는 승온속도와 반응전환율의 증가에 따라 점차 증가하였다. 반응속도의 빈도인자(frequency factor)는 반응전환율이 0.1~0.3인 경우에는 205.6 ($min^{-1}$)이었으며 반응전환율이 0.7~0.9인 경우에는 475.2 ($min^{-1}$)이었다.

열중량분석을 이용한 PVC 핏치의 산화 안정화에 관한 연구 (Study on the Oxidative Stabilization of PVC Pitch by Thermogravimetric Analysis)

  • 하현승;이승구;김정일;주혁종
    • 한국재료학회지
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    • 제7권9호
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    • pp.738-743
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    • 1997
  • PVC핏치의 제조 조건에 따른 물성 변화 및 산화 안정화에 영향을 미치는 공정 변수를 연구하기 위하여 열중량 분석을 하였다. 산소 분위기를 사용하여 안정화온도, 승온속도 및 가스의 유량을 변화시켜 조사하였다. 안정화 온도가 높아짐에 따라 무게증가를 나타내는 시간구간이 짧아지고 결합되는 산소의 양은 감소하는 경향을 나타내며, 29$0^{\circ}C$정도로 안정화 온도가 높은 경우에는 결합되는 산소의양이 최대점에 도달한 후 다시 감소하는 경향을 나타냈다. 승온속도가 빨라짐에 따라 결합되는 산소의양은 감소하는 경향을 나타내었으나, 가스의 유량은 본 연구에서 설정한 범위 내에서는 영향이 관찰되지 않았다. 핏치 입자 직경이 커짐에 따라 최대 무게증가 값은 감소하고 최대 무게증가를 나타내는 온도는 증가함을 알았다. 그리고, 안정화에 의한 무게증가가 클수록 PVC핏치의 탄소수율은 감소하는 경향이 나타났다.

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탄소섬유용 레이온섬유의 안정화공정 후 중량, 직경 및 열안정성에 미치는 인계 난연제의 영향 (Effect of Phosphorous-Based Flame Retardants on the Weight, Diameter, and Thermal Stability after Stabilization Processes of Rayon Fibers for Carbon Fibers)

  • 윤성봉;조동환;박종규
    • 폴리머
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    • 제29권2호
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    • pp.211-215
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    • 2005
  • 안정화공정은 선구물질(precursor) 섬유를 화학적, 물리적, 열적 그리고 구조적으로 안정한 탄소섬유로 전환시키는데 반드시 필요한 공정이다. 특히, $400^{\circ}C$ 이하에서 행하는 안정화공정 단계에서 발생하는 심각한 중량감소와 열수축을 동반하는 레이온섬유의 경우 그 중요성은 더욱 강조된다 레이온섬유의 안정화공정은 안정화온도뿐 아니라 승온속도, 화학전처리, 분위기가스 등 공정인자에 중요하게 의존한다. 본 연구에서는 안정화공정 승온속도 및 세 종류의 인계 난연제 처리의 유${\cdot}$무 및 농도 변화에 따라 얻어진 레이온섬유에 대하여 안정화공정 동안 열처리로 내부에서 발생하는 중량감소, 섬유직경 변화 그리고 안정화공정을 거친 레이온섬유의 열안정성을 조사하였다. 레이온섬유의 중량, 직경 및 열안정성은 승온속도 및 난연제 종류와 함량에 의존하였으며, $3\;vol\%$ 이하의 농도에서 인산으로 전처리하여 안정화공정을 수행하는 것이 레이온섬유에 대하여 후속 탄화공정을 준비하기에 가장 적절할 것으로 판단되었다.

압력용기시험에 의한 EVA분진의 혼촉 위험성 평가 (Risk evaluation of EVA dust with oxidizer by a pressure vessel)

  • 이창우;김정환;현성호
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.7-12
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    • 1999
  • 석유 화학플랜트에서 다량 부산되는 가연성 고체인 EVA(ethyl vinyl acetate) 분진의 열적특성 및 산화제와의 혼촉 위험성을 조사하였다. 시차주사열량계(DSC, Differential Scanning calorimeter) 및 열중량 분석기(TGA, Thermogavimetric Analysis)를 이용하여 온도에 따른 발열개시온도 및 중량감소를 조사하였고, EVA 분진의 위험성을 살펴보고자 몇 가지 대표적인 산화제와 혼합하여 무게비에 따른 압력용기 내에서의 혼촉 위험성을 조사하였다. DSC 분석 결과 EVA 분진의 열분해에 따른 발열 peak가 220~$250^{\circ}$ 부근에서 나타나고 있으며, TGA 분석결과 EVA 분진의 분해온도는 250~$500^{\circ}$ 범위이다. 압력 용기 시험에 의한 산화제와 EVA 분진의 혼촉 위험성은 오리피스 직경이 감소할수록 증가하며, 승온속도가 증가할수록 증가한다. 또한 승온속도가 느린 경우에는 시료의 분해온도와 산화제의 분해온도가 비슷한 경우 혼촉 위험성이 크게 나타났으며, 승온속도가 빠른 경우에는 시료 및 산화제의 분해온도보다는 분자 내에 산소의 함유량이 높은 산화제가 혼촉 위험성이 크게 나타났다.

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인산처리 유·무에 따른 레이온직물의 열수축과 열안정성에 미치는 안정화 공정 조건의 영향 (Effect of Stabilization Processing Conditions on the Thermal Shrinkage and the Thermal Stability of Rayon Fabrics Untreated and Surface-Treated with Phosphoric Acid)

  • 조동환;이종문;박종규
    • 접착 및 계면
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    • 제5권3호
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    • pp.10-17
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    • 2004
  • 본 연구에서는 레이온직물에 대하여 승온속도, 안정화온도, 분위기가스, 화학적 표면처리 등 여러가지 조건에서 안정화공정을 행한 후, 직물의 열수축과 열안정성, 그리고 미세구조에 미치는 공정 조건의 영향을 조사하였다. 레이온직물의 열수축과 중량변화에 인산처리 유무와 승온속도가 가장 중요한 영향을 미쳤다. 특히, 인산처리를 한 경우가 하지 않은 경우보다 레이온직물의 두께변화는 약 80%, 길이변화는 약 20%, 그리고 중량변화는 약 26%가 줄어드는 열수축 억제 효과를 보여주었다. 안정화 된 레이온직물의 열안정성에는 안정화온도와 인산처리 그리고 분위기가스와 승온속도 등 주어진 안정화공정 조건 모두가 영향을 주었다. 또한 안정화섬유의 표면 상태 및 섬유직경 변화도 공정 전에 행한 인산처리의 유무에 의존하였다.

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알루미늄 나노 및 마이크로 입자의 열분해 위험성 (Pyrolysis Hazard for Nano and Micro-sized Aluminium Dusts)

  • 한우섭
    • 한국가스학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.75-80
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    • 2015
  • 나노 및 마이크로 크기의 알루미늄(Al) 분진은 매우 높은 연소열을 가지고 있어서 로켓 추진체와 폭발물 등을 제조하는 원료로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 서로 다른 크기의 입자경 (70 nm, 100 nm, $6{\mu}m$, $15{\mu}m$)을 가진 알루미늄 분진을 사용하여 열분해 위험성을 실험적으로 검토하였다. 이를 위해 열중량분석장치(TGA)를 사용하여 승온속도의 변화에 따른 열분해특성을 조사하고 입경이 다른 나노 및 마이크로 크기의 Al에서의 중량개시온도(Temperature of weight gain)로부터 발화온도를 추정하였다. 승온속도가 동일한 조건에서 Al분진의 중량개시온도는 입경이 증가할수록 또한 공기중 승온속도가 증가할수록 증가하는 경향을 나타냈다. 이러한 실험결과로부터 Al분진의 열분해 위험성은 분진 입자경의 증가와 함께 감소할 것으로 추정되었다.

가압열중량분석기를 이용한 국내무연탄의 연소특성 해석 (Combustion Characteristics of Domestic Anthracite with High-Pressure TGA)

  • 류호정;한근희;진경태;이계봉;최정후
    • 에너지공학
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    • 제10권3호
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    • pp.243-252
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    • 2001
  • 가압열중량분석기를 이용하여 비등온법에 의해 상온부터 100$0^{\circ}C$까지 온도를 상승시키면서 압력(1~l6기압)과 승온속도(heating rate, 15, 20, $25^{\circ}C$/min)의 변화에 따른 국내무연탄의 연소반응특성을 측정 및 해석하였다. 주어진 승온속도에서 압력이 증가함에 따라 반응속도가 증가하였으며 이와 같은 경향은 압력 증가에 따른 활성화에너지의 감소 때문으로 사료되었다. 압력이 1기압에서 16기압으로 증가함에 따라 Freeman과 Carroll$^{[11]}$ method에 의해 결정된 반응차수는 1.04에서 1.30차까지 선형적으로 증가하였으며 활성화에너지는 47.37㎉/mol에서 14.42kca1/mol로 감소하였다.

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PAN계 활성탄소 섬유의 세공발달 특성(II) -활성화- (Characteristics of Pore Development for Activated Carbon Fiber from Polyacrylonitrile(II) -Activation-)

  • 박종학;조병린
    • 공업화학
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    • 제4권1호
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    • pp.113-124
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    • 1993
  • Polyacrylonitrile계 섬유를 전구체로 하여 비등온 과정에 의한 활성화를 승온속도를 달리한 TGA(thermogravimetric analysis) 방법으로 연구하였다. 탄소섬유 -$H_2O$(30%)-$N_2$계 비등온 활성화 과정에서 유도된 속도식 $f=1-\exp(-a{\Delta}T)^b$는 실험값과 잘 일치하였다. 전환율에 따른 세공 용적은 pore volume model에 의한 이론값과 비교적 잘 일치하였고, 이때의 세공 구조는 승온속도, 활성화 온도와 내부 및 외부 전환율과의 복합적인 작용에 의하여 결정되었다.

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탄화도별 발전연료의 자연발화 특성 평가 (Spontaneous Combustion of Various Fuels of Carbonization Rank)

  • 김재관;박석운;정재혁;신동익;홍준석;홍진표
    • 에너지공학
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    • 제26권3호
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    • pp.78-89
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    • 2017
  • 미분탄화력발전소에서 사용되는 각종 발전연료의 탄화도에 따른 발열개시온도(CPT;Cross Point Temperature), 발화온도(IT; Ignition temperature) 및 발화온도 승온속도(CPS;Cross Point Slope)는 전기로 내부에 설치된 백금망에 $74{\mu}m$이하 입도의 시료를 넣고 공기분위기, $25^{\circ}C$에서 $600^{\circ}C$까지의 승온조건에서 평가하였다. 발열개시온도 및 발화온도는 탄화도에 대한 의존성이 크지 않은 반면, 발화온도 승온속도는 탄화도에 크게 의존하는 것으로 나타났다. 탄화도가 낮은 우드펠렛의 발화온도 승온속도는 $20.995^{\circ}C/min$으로 기장 높은 자연발화성을 가지며, 아역청 KIDECO탄은 $15.370^{\circ}C/min$인 반면, 가장 높은 탄화도를 가지는 석유코크스는 $20.950^{\circ}C/min$로 나타냈다. 자연발화 경향성은 석탄 표면의 산화반응에 주요한 변수로서 작용하는 휘발분 함량 및 산소관능기의 농도 뿐만 아니라 촤의 비표면적, 정압몰비열이 높을수록 증가하는 것으로 확인되었다.

Diglycidyl ether of bisphenol A/Methylene dianiline/Succinonitrile계의 경화반응 속도론 (Cure Kinetics of Diglycidyl ether of bisphenol A-Methylene dianiline-Succlnonitrile System)

  • 조성우;심미자;김상옥
    • 한국재료학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.257-262
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    • 1992
  • Diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA)와 경화제로서 4, 4'-methylene dianiline(MDA) 에 반응성 첨가제 succinonitrile(SN)을 첨가한 새로운 계를 Differential Scanning Calorimetry (DSC)로 이용하여 3$0^{\circ}C$부터 35$0^{\circ}C$의 온도 범위에서 승온적 진행 방범(dynamic run method)으로 얻은 값을 가지고 최대 반응속도에서의 온도에 승온속도가 미치는 영향을 해석 할 수 있는 kissinger식을 적용하여 경화반응 속도론을 연구하였다. SN을 첨가한 DGEBA/MDA계의 활성화에너지 ($E_a$)와 pre-exponential factor(A) 그리고, SN이 첨가될 때 에폭시와 아민과의 반응속도 상수 k를 구하였다.

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