• 제목/요약/키워드: 용융과정

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핵융합로 디버터의 대면물질로 사용될 텅스텐의 상압열플라즈마 용사 코팅 공정 최적화 및 코팅질 향상을 위한 해석적 연구

  • 진영길
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.249-249
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    • 2010
  • 핵융합로에서는 디버터의 열부하에 대한 안전성을 고려하기 위해 열전도도 및 열 저항성이 높은 텅스텐이 대면 물질로 고려되고 있으며, 경제적인 측면과 실용성 측면에서 텅스텐블록을 직접 제작하여 사용하는 것보다 텅스텐코팅이 효과적이라는 의견이 지배적이다. 또한 ASDEX Upgrade 에서는 탄소블럭에 텅스텐을 코팅하여 챔버 외벽 및 디버터 영역까지 구성하여 캠페인을 진행하였고, 재료적인 측면에서 안정성을 확인 하였다. 따라서 본 연구에서는 디버터 및 챔버외벽 등에 대한 대면물질을 구성하기 위해 상압 열플라즈마 제트를 이용하여 고온에서의 용융 및 냉각을 통해 모재에 텅스텐 피막을 적층하는 과정을 수행하고 있다. 기존의 연구를 통해 일부 공정 변수에 대해서는 이미 적정한 범위의 공정조건을 확보하였고, 기공도와 산화도 및 부착력 등의 물성치에 대한 추가적인 향상을 위해 주요 공정 변수에 집중하여 최적의 조건을 탐색하는 과정이 진행 중이다. 이를 위해 출력증가실험의 일환으로서 기존 36kW급 플라즈마 토치 전력을 한 단계 끌어 올려 48kW급 전력까지 단계적으로 상승시킴으로써 이에 따른 물성치 변화를 검증하고 있다. 현재 44kW 급까지 실험이 수행되었으며, 이를 통해 공극률 감소 및 미세구조 변화에 대한 결과를 얻었다. 실제로 토치의 출력을 증가시킴으로서 텅스텐 피막의 물성치가 변화하는 메커니즘은 플라즈마 제트의 중심부 온도 및 축방향 속도에 의해 결정된다. 중심부 온도가 상승하게 될수록 코팅을 위해 분사되는 분말의 용융률은 증가하지만 분말 외벽에 산화텅스텐이 형성될 가능성은 증가하게 되며, 플라즈마 제트의 모재를 향상 축방향 속도가 증가할수록 용융 된 분말이 모재에 증착 시 형성하는 형태가 원형에 가깝게 되므로 기공이 감소하는 효과가 발생한다. 특히 용융된 분말의 증착 형태는 모재의 온도 및 분말의 입사속도에 결정적이 영향을 받게 되며, 결국 모재와 분말사이의 습윤성에 의한 분말 분산속도가 분말의 입사속도에 버금갈 경우 분말은 모재 위에서 효과적으로 원형으로 전이하며 적층하게 된다. 이러한 전이 현상은 앞에서 언급한 모재의 온도 등에 의해 결정적으로 영향을 받게 되며, 모재의 온도가 전이온도 이하일 경우 폭파형태에서 원형으로 분말의 증착 형태가 전이하게 된다. 이외에 추가적으로 진행하고 있는 연구는 코팅 전처리에 해당하는 분말 효과이며, 특히 탄화텅스텐 분말을 통한 재료적 auto-shroud 효과와 미세분말을 이용한 분말 표면열속의 증가에 따른 용융률 증가효과를 연구에 포함할 계획이다. 이러한 연구는 열적, 그리고 재료적 해석을 바탕으로 해석적 접근을 통해 이루어진다.

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코렉스에서 파이넥스로: 포스코의 경로실현형 기술혁신 (From COREX to FINEX: The Case of Path-revealing Innovation in POSCO)

  • 송성수;송위진
    • 기술혁신학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.700-716
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    • 2010
  • 이 논문에서는 탈(脫)추격형 기술혁신의 사례로 1990~2007년에 포스코가 용융환원법을 개발한 과정과 그 특정에 대해 분석하였다. 포스코는 차세대 혁신철강기술의 일환으로 용융환원법에 주목했으며, 푀스트와의 협력을 바탕으로 코렉스 공법을 상용화하는 데 성공하였다. 더 나아가 포스코는 분광석을 원료로 사용할 수 있는 파이넥스 공법을 개발하는 작업을 전개했으며, 그것은 모델 플랜트, 파일럿 플랜트, 데모 플랜트, 상용화 설비의 단계를 거쳤다. 포스코는 파이넥스 공법과 관련된 모든 영역의 기술을 개발 혹은 확보하는 데 성공함으로써 기존의 빠른 추종자를 넘어 기술혁신 선도자로 부상하고 있다. 포스코의 용융환원법 개발과정은 적절한 기술선택, 점진적 규모 확대, 나선형 기술개발방식, 상호보완적 기술협력, 과감한 연구개발투자, 중량급 프로젝트 매니저의 존재, 초기 단계의 정부 지원 등과 같은 특성을 보였다. 이러한 포스코의 용융환원법 사례는 기술패러다임 전환기에 이루어진 경로실현형 기술혁신(path-revealing innovation) 에 해당한다.

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동결과정을 포함한 다공층에서 자연대류에 대한 유한요소 해석 (Finite element solutions of natural convection in porous media under the freezing process)

  • 이문희;최종욱;서석진;박찬국
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.51-56
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    • 2000
  • The Finite Element Solutions Is reported on solid-liquid phase change in porous media with natural convection including freezing. The model is based on volume averaged transport equations, while phase change is assumed to occur over a small temperature range. The FEM (Finite Element Method) algorithm used in this study is 3-step time-splitting method which requires much less execution time and computer storage the velocity-pressure integrated method and the penalty method. And the explicit Lax-Wendroff scheme is applied to nonlinear convective term in the energy equation. For natural convection including melting and solidification the numerical results show reasonable agreement with FDM (Finite Difference Method) results.

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솔더 페이스트의 용융현상 연구 (A Study on Melting Phenomena of Solder Paste)

  • 김문일;안병용;정재필
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.5-11
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    • 2001
  • SMT(Surface Mount Technology)패키징 공정에서 발생하는 솔더 페이스트의 용융거동과 브릿지 현상을 관찰하였다. 이를 위하여 Cu 패드위에 Sn-37%Pb 조성의 솔더 페이스트를 인쇄하였으며, 인쇄된 PCB기판을 솔더의 융점($183^{\circ}C$)이상으로 가열하였다. 이 때에 페이스트의 용융거동을 조사하기 위하여 CCD카메라를 이용하여 근접촬영하였다. 솔더링시 솔더 페이스트가 용융.응집되는 과정을 규명하기 위하여 동일한 조성의 0.76 mm직경을 갖는 두 개의 솔더 볼을 사용하여 모델링 하였다. 솔더 페이스트의 용융거동을 관찰한 결과 페이스트는 인쇄된 부분의 가장자리에서 안쪽으로 녹아들어가는 모습을 보였다. 또한, 페이스트의 높이는 가열 초기 270 $\mu\textrm{m}$에서 가열후 약 35초 경과시 200 $\mu\textrm{m}$로 줄어들었다가 최종적으로 250 $\mu\textrm{m}$로 다시 증가하였으며, 이 때 용융된 페이스트 내에서 기포가 방출되었다. 솔더볼의 용융모델에서 용융온도가 $280^{\circ}C$인 경우에 솔더볼의 접촉면적과 솔더링 시간 사이에는 $\chi^2/t=4r \; \gamma/\eta=7.56 m^2$/s의 관계식이 성립됨을 알 수 있었다.

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국부용융성장법으로 제조된 Sm이 첨가된 YBCO 초전도체의 용융온도 및 성장 속도에 따른 미세구조 (Melt growth and superconducting properties of Sm-doped YBCO super-conductor by zone melting method)

  • 김소정
    • 한국결정성장학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.68-72
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    • 2004
  • Sm 원소가 첨가된 $(Sm/Y)_{1.8}Ba_{2.4}Cu_{3.4}O_{7-x}$[이하 (Sm/Y)1.8] 고온초전도체를 국부용융성장법을 이용해 대기 중에서 용융성장실험을 하였다. 초기 (Sm/Y)1.8 초전도체 시편은 rubber 몰드를 이용해 냉간정수압성형(CIP) 과정을 거쳐 길이 방향 원통형상으로 제조되었다. 이렇게 얻어진 (Sm/Y)1.8 초전도체는 용융온도 및 성장속도에 따라 광학현미경, TEM그리고 SQUID magnetometer를 이용해 미세구조 및 초전도특성을 평가하였다. 이 결과 (Sm/Y)1.8 초전도체의 최적의 용융온도 및 성장속도는 $1085^{\circ}C$에서 3.5mm/hr로 나타났다. 특히 일방향으로 용융성장된 (Sm/Y)1.8 초전도체의 광학현미경 및 TEM에 의하 미세구조 관측 결과, 초전도상인 (Sm/Y)123 matrix내에 비초전도상인 (Sm/Y)211 inclusions이 균질하게 분포되어 있는 것이 관측되었다. 초전도특성을 평가한 결과 용융성장된 (Sm/Y)1.8초전도체는 90K에서 임계온도가 시작되어 77K이상의 온도에서 포화되는 특성을 보였다.

파라핀을 채운 수직원관 내에서의 열전달 특성 (Heat Transfer Characteristics for Inward Melting in a Paraffin-Filled Vertical Cylinder)

  • 염성배;홍창식
    • 태양에너지
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    • 제12권3호
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    • pp.60-69
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    • 1992
  • 본 연구에서는 고-액 상변화 시의 잠열을 이용한 축열방법 중에서 고상파라핀을 충전한 수직원관의 관벽을 가열하여 축열하는 경우에 대하여 관 내에서 일어나는 열전달 특성과 축열속도를 이론적으로 해석하였다. 액상에서는 자연대류를 고려하였고 고상에서는 순수 열전도 모델을 사용하였다. 고상파라핀의 초기온도와 관벽의 가열온도 그리고 관의 형상비가 축열속도에 미치는 영향을 알아보았으며, 전체 열전달과정을 순수열전도 모델로 해석하여 자연대류가 축열에 미치는 영향을 고찰하였다. 용융초기에는 관벽과 고액경계면의 영향으로 자연대류에 의한 유동은 장애를 받으나, 40% 정도의 용융이 진행된 후 부터는 내부 액상에서의 자연대류가 활발히 일어나고, 용융중기로 갈수록 관의 상부에 뜨거운 액상층이 축적되므로 자연대류는 소멸하게 된다. 전체적인 융용속도는 순수열전도에 의한 용융속도보다 빨라지게 된다. 관벽의 가열온도와 형상비가 증가할수록 관 내에서의 자연대류가 활발하게 일어나므로 용융속도는 빨라지며, 형상비가 클수록 상하부 간에 불균등한 용융이 일어난다. 고상의 초기온도는 초기의 용융속도에 큰 영향을 미치고 용융이 진행될수록 그 효과는 줄어든다.

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원자로내 용융물 재배치시 용기 하부의 온도 거동

  • 강경호;김종환;김상백;김희동;김현섭;허훈
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(1)
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    • pp.581-586
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    • 1997
  • 중대사고시 노심의 손상에 의한 노심용융물이 원자로 용기 하부 반구로 재배치될 때 고온의 노심용융물에 의한 열적 부하로 원자로 용기의 파손을 일으키게 된다. 원자로 용기하부 반구 내에서의 노심용융물의 열적 거동 및 하부 반구에 대한 열적 부하에 대한 분석은 용융물의 성분 및 재배치 과정의 복잡성 등으로 인한 실험적 모사의 한계성 및 현상 분석의 난이함에도 불구하고 기존 원자로의 중대사고에 대한 안전 여유도의 제고와 이에 따른 노내외 사고 관리 전략의 수립을 위하여 연구의 필요성이 제기된다. 본 연구에서는 노심용융물 냉각연구(SONATA-IV)의 예비 실험으로 노심용융물의 상사물로 $Al_2$O$_3$/Fe Thermite 용융물을 이용하여 실제 원자로 용기 하부 반구를 1/8 로 선형 축소한 반구형 실험 용기로 주입하는 실험을 수행하였다. 아울러 원자로 용기 하부 반구로 재배치된 노심용융물에 의한 열적, 기계적 부하에 대한 분석을 수행하기 개발된 유한 요소 프로그램인 CALF (Computer Analysis for Lower Head Failure ) 코드를 이용한 하부 반구의 열적 거동에 대한 해석 결과를 정리하였다. 용융물 주입 실험 결과 용융물 주입과 동시에 하부 반구에 직경 5cm 크기의 하부 반구 파손이 발생하였다. 이는 고온 용융물에 의한 제트류(Jet Impingement)의 효과로 생각된다 동일한 조건에서 CALF 코드로 하부 반구의 열적 거동을 분석하였는데, 실험과는 달리 하부 반구의 파손이 발생하지 않았다 이같은 해석 결과는 용융물의 제트류 효과가 존재하지 않는다면 고온의 용융물이 하부 반구 내로 재배치되더라도 하부 반구의 파손이 발생하지 않는다는 것을 보여준다.>$_3$ 흡착제 제조시 TiO$_2$ 함량에 따른 Co$^{2+}$ 흡착량과 25$0^{\circ}C$의 고온에서 ZrO$_2$$Al_2$O$_3$의 표면에 생성된 코발트 화합물을 XPS와 EPMA로 부터 확인하였다.인을 명시적으로 설명할 수 있다. 둘째, 오류의 시발점을 정확히 포착하여 동기가 분명한 수정대책을 강구할 수 있다. 셋째, 음운 과 정의 분석 모델은 새로운 언어 학습시에 관련된 언어 상호간의 구조적 마찰을 설명해 줄 수 있다. 넷째, 불규칙적이며 종잡기 힘들고 단편적인 것으로만 보이던 중간언어도 일정한 체계 속에서 변화한다는 사실을 알 수 있다. 다섯째, 종전의 오류 분석에서는 지나치게 모국어의 영향만 강조하고 다른 요인들에 대해서는 다분히 추상적인 언급으로 끝났지만 이 분석을 통 해서 배경어, 목표어, 특히 중간규칙의 역할이 괄목할 만한 것임을 가시적으로 관찰할 수 있 다. 이와 같은 오류분석 방법은 학습자의 모국어 및 관련 외국어의 음운규칙만 알면 어느 학습대상 외국어에라도 적용할 수 있는 보편성을 지니는 것으로 사료된다.없다. 그렇다면 겹의문사를 [-wh]의리를 지 닌 의문사의 병렬로 분석할 수 없다. 예를 들어 누구누구를 [주구-이-ν가] [누구누구-이- ν가]로부터 생성되었다고 볼 수 없다. 그러므로 [-wh] 겹의문사는 복수 의미를 지닐 수 없 다. 그러면 단수 의미는 어떻게 생성되는가\ulcorner 본 논문에서는 표면적 형태에도 불구하고 [-wh]의미의 겹의문사는 병렬적 관계의 합성어가 아니라 내부구조를 지니지 않은 단순한 단어(minim

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입자크기와 마찰효과가 용융 과정에 미치는 영향 Part I : 회분식 혼련기 (A Study of Size and Frictional Effects on the Evolution of Melting Part I : Batch Mixer)

  • Kim, Dong-Sung;Park, Yung-Jin;Lee, Bong-Kyu;Kim, Hyung-Su;Lee, Jae-Wook
    • 유변학
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    • 제11권1호
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    • pp.44-49
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    • 1999
  • 폴리프로필렌(PP)수지의 회분식 혼련기에서의 용융 거동을 입자들의 크기와 첨가제들의 마찰특성과 연관지어 연구하였다. 사용된 PP는 파우더와 펠렛 두 가지 형태였고 각각의 수지에 폴리에틸렌(PE) 왁스와 클레이(clay)를 첨가하였다. 작은 크기를 가지는 PP 파우더의 경우가 펠렛 형태의 PP보다 용융 속도가 빨랐으며 마찰효과가 큰 클레이는 PP수지의 용융속도를 효과적으로 촉진시키는 것으로 확인되었다. 한편 PE왁스의 경우는 펠렛 형태의 PP의 용융 속도를 지연시키는 작용을 하였으나 파우더 형태의 PP의 경우에는 오히려 그 속도를 촉진시키는 것으로 나타났다.

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용융염법에 의한 strontium barium niobate 분말 합성 및 분말의 형상 변화 (Powder synthesis and morphology changes of strontium barium niobate by molten salt method)

  • 윤상옥;박상엽
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.501-508
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    • 1996
  • NaCl-KCl 용융염을 사용하여 strontium barium niobate 분말을 합성하였으며 반응온도, 시간 및 용융염의 첨가량 변화에 따른 반응과정 및 입자 형상 변화를 조사하였다. 반응 온도 및 반응 시간이 증가함에 따라 반응율은 증가하였으며, 분말의 형상은 덩어리 형태에서 침상형태로 변화하였다. 용융염의 첨가량 증가에 따라 반응율은 크게 증가하였으나, 분말의 형상은 침상형태에서 구상형태로 변화하였다. NaCl-KCl 용융염을 사용한 합성법에 의해 융제비가 1인 경우 $1000^{\circ}C$에서, 융제비가 4인 경우 $650^{\circ}C$에서 반응율 90 % 이상의 strontium barium niobate 분말 합성이 가능하였다.

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환원추출에 의한 장수명핵종과 희토류 원소의 분리 연구 (A Study on the Separation of Long-lived Radionuclides and Rare Earth Elements by a Reductive Extraction Process)

  • 권상운;안병길;김응호;유재형
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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    • pp.421-425
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    • 2003
  • 환원추출 공정은 소멸처리로의 연료를 제조하는 과정에서 전해분리된 TRU 성분을 추가로 정제하기 위해 이용된다. 본 연구에서는 용융염과 Bi 금속사이의 환원추출되는 과정에 대하여 조사하였다. TRU의 대체연구물인 지르코늄과 희토류 원소들이 용질로 이용되었으며, 환원제인 Li은 Bi와 미리 합금을 만들어 사용하였다. 모든 실험은 아르곤 가스가 채워진 글로브박스내에서 수행되었으며, 분석을 위해 ICP, XRD 및 EPMA 등이 이용되었다 Li 투입 후 3시간 이내에 환원추출 반응이 평형에 도달하였다. 세가지 용융염 시스템의 비교실험에서 3가지 용융염 시스템 모두에서 지르코늄이 희토류 원소들로부터 잘 분리되었다.

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