• 기계와재료
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• 제21권4호
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• pp.30-37
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• 2010

최근 산업의 고도화에 따른 부품 소재의 고성능화에 따라 기존의 고온 세라믹의 한계를 극복하기 위한 노력으로 초고온 세라믹 재료에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다. 초고온 세라믹은 대부분 붕화물이나 탄화물인 비산화물 세라믹으로 3000도 이상의 녹는점을 갖으며 2000도 부근에서는 사용을 목표로 하고 있다. 이 재료는 다른 세라믹들과 마찬가지로 취성파괴 거동을 나타내며, 이를 보완하기 위한 섬유강화 복합재료화도 활발히 진행되고 있다. 본고에서는 고온용 세라믹 장섬유와 세라믹 복합재료, 그리고 초고온 세라믹의 개발 현황과 산업화 전망을 정리하였다. 또한 초고온 세라믹의 발전 방향을 전망하였으며, 재료연구소에서 수행중인 초고온 세라믹의 연구 활동에 대해 간략히 언급하였다.

• 과학과기술
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• 제28권6호통권313호
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• pp.14-15
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• 1995

가스레인지의 불꽃은 섭씨2천도 그 이상의 온도를 초고온이라 한다. 현대과학은 한다. 현대과학은 온도를 3억도 까지 끌어올리는데 성공했고 초고온에 견디는 새로운 물질 세라믹스를 개발, 엔진에 활용하고 있다. 우주생성의 신비를 푸는 길로도 연결되는 초고온의 세계를 알아본다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.135-135
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• 2016

차세대 가스터빈 엔진 및 초음속 항공기 내 고온부의 온도가 증가함에 따라, 기존의 초내열합금 기반 소재를 사용하기 어려워지고 있다. 초고온 세라믹스는 높은 기계적 물성, 화학적 안정성 등 우수한 고온 특성을 가지고 있어 기존의 초고온 소재를 대체 할 수 있는 물질로 부상되고 있다. 하지만 기존의 금속 기반 소재 대비 높은 밀도로 인하여 초고온 세라믹 단일체를 비행체 부품에 적용하기에는 어려움이 있다. 이에 초고온 세라믹스와 탄소섬유를 포함하는 세라믹 복합체(Ceramic Matrix Composite, CMC)를 제작하여 동등한 기계적 물성을 보이면서 무게를 감소시키는 연구들이 진행 중에 있다. 초고온 세라믹스가 함침 된 세라믹 복합체의 경우 우수한 내삭마, 내산화 특성을 보이지만, 장시간 고온에 노출되어 탄소 섬유가 드러나게 되면 급격한 산화로 인해 소재 특성의 열화가 진행되는 단점을 가지고 있다. 따라서, 탄소 섬유가 드러나지 않도록 복합체 표면에 코팅층을 형성하여 세라믹 복합체 모재를 보호하는 방법이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 진공 플라즈마 용사 공정을 이용하여 다양한 공정조건 하에서 초고온 세라믹 코팅층을 형성하였다. 수십 마이크론 크기 분포를 갖는 HfC 분말을 Ar 유송 가스를 이용하여 플라즈마 화염 내부로 투입하였다. 플라즈마 화염 가스는 Ar 과 H2를 혼합하여 구성되었으며, 분위기 가스로는 N2를 사용하였다. 코팅에 사용된 모재로는 ZrB2 단일체와 SiC가 미량 포함된 HfC 단일체를 사용하였다. 다양한 공정 조건하에서 형성된 HfC 코팅층의 두께, 미세 조직구조를 SEM을 이용하여 관찰하였으며, XRD를 이용하여 형성된 HfC 코팅층의 결정구조를 분석하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제21권4호
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• pp.390-397
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• 1992

본 실험에서는 우유의 열처리 방법을 저온살균 (LTLT), 고온살균(HTST), 초고온(UHT)살균, 초고온 (UHT)멸균 등으로 나누어 열처리 정도를 파악할 수 있는 지표들-HMF, 유효성 Iysine, 유청단백질, sulfhy-dryl과 disulfide groups, ascorbic acid함량을 중심으로 열처리에 따른 이화학적 특성을 분석, 비교하였다. HMF함량은 저온 살균유에서 0.66~1.62$\mu$M/1, 고온 살균유에서 0.90~1.78$\mu$M/1, 초고온 살균유에서는 7.43~8.97$\mu$M/1, 초고온 멸균유에서는 3.53$\mu$M/1로 측정되었다. 유효성 Iysine함량은 원유에서 293.2mg/100m1 이었으며 저온 살균유에서 0.7~1.4%, 고온 살균유에서 0.3~1.7%, 초고온 살균유에서 7.1~10.8% 그리고 초고온 멸균유에서 5.2%가 각각 감소하였다. 유청 단백질의 변성율은 저온 살균유에서 9.5~11.4%, 고온 살균유에서 9.5~17.1%, 초고온 살균유는 89.3~95.0%, 그리고 초고온 멸균유에서 62.7%를 각각 나타내었다 Sulfhydryl과 disulfide groups은 sulfhydryl기가 원유에서 2.86$\mu$M/g protein이었으며 저온 살균유에서 3.1~10.1%, 고온살균유에서 7.6~11.2%, 초고온 살균유에서 14.0~19.6%, 초고온 멸균유에서 17.5%가 증가되었으며 disulfide groups은 원유가 28.93$\mu$M/g protein으로 저온 살균유에서 11.1~8.4%, 고온 살균유에서 7.0~7.4%, 초고온 살균유에서 18.2~20.4% 그리고 초고온멸균유에서 14.7%가 각각 감소하였다. Ascorbic acid 함량은 원유에서 6.05mg/1이었으며 저온 살균유에서 73~76%, 고온 살균유에서 36.4~58.7%, 초고온 살균유에서 39~53% 그리고 초고온 멸균유에서 26%의 감소율을 각각 나타냈다. 이와 같이 열처리에 따른 변화를 보면 열처리 온도가 높아짐에 따라 HMF 함량과 유청단백질의 변성율은 증가되고 Iysine함량은 감소되었으며 sulfhydryl기가 증가됨에 따라서 disulfide groups은 감소되는 경향을 보였고 ascorbic acid는 열처리 온도뿐만 아니라 시간과도 관련이 있음을 알 수 있었다. 저온 살균유와 초고온 살균유 사이에서는 지표물질들의 함량이 다소 차이가 있음을 볼 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.134-134
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• 2016

CMC(Ceramic Matrix Composites)는 $1500^{\circ}C$ 이상의 고온에서 내열성, 내산화성, 내식성이 우수하여, 초음속 비행체, 가스터빈 엔진 및 원자로용 초고온 부품 등에 수요가 증가하고 있다. 하지만 이러한 특성은 비산소 환경에 국한되는 것으로 약 $400^{\circ}C$ 이상의 산화 분위기에는 탄소섬유가 산화되는 문제로 인하여 적용의 한계를 가지고 있다. 따라서 CMC의 적용범위 확대를 위하여 내산화 코팅으로 CMC의 초고온 산화특성을 개선하는 것이 필수적이며, 장시간 초고온 산화환경 분위기에서 사용되기 위하여 안정적인 코팅기술이 최근 기술개발의 핵심현안으로 부각되고 있다. 본 연구에서는 pack cementation 공정을 이용하여 내산화성이 우수한 SiC 코팅층을 제조하였다. Pack cementation 공정에 사용된 코팅 분말은 57wt.% SiC, 30wt.% Si, 3wt.% B, 10wt.% Al2O3의 비율로 혼합된 것이다. 실험은 3D 직조된 CMC 모재를 혼합분말 내에 침적한 후, Ar 분위기에서 $1600^{\circ}C$, 4~12시간 반응시켜 수 마이크론 두께의 SiC 코팅층을 형성하였다. 더 우수한 산화 특성을 부여하기 위하여 pack 처리된 CMC 표면에 초고온 세라믹인 TaC 소재를 진공플라즈마 코팅 공정으로 적층시켰다. 제조된 코팅층을 SEM, XRD를 이용하여 미세구조 및 결정구조를 분석하였으며, pack cementation에 따른 내산화 특성을 비교 분석하고자 $2000^{\circ}C$에서 산화 실험을 진행하였다. 산화 실험 이후 미세구조 및 결정구조 분석으로 산화거동을 규명하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권4호
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• pp.299-305
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• 2015

미래에너지의 해법으로 원자력에너지를 이용한 물분해 수소생산시스템의 핵심기술을 개발하였다. 안전성을 보장할 수 있는 제4세대 원자로인 초고온가스로의 고열을 이용하여 황요오드 열화학적인 방법으로 물을 분해하여 수소를 생산하는 기술이다. 원자력수소생산 핵심기술은 초고온에서의 열을 공급하는 것을 모사하는 초고온 실험기술, 초고온가스로의 안전성을 모사하는 연구, 초고온가스로의 노심과 안전성을 해석할 수 있는 도구의 개발, 초고온가스로에 사용하는 연료제조기술, 물을 분해하여 열화학적인 방법으로 수소를 생산하는 기술로 구성된다. 원자력수소생산에 필요한 핵심기술을 개발하고 실험실 규모로 입증하였으며, 대규모 실용화를 위해서 선결되어할 미완성 기술을 제시하였다. 본 기술은 제4세대 원자로개발 국제공동연구로 수행한 기술로서 향후 미래의 원자로 기술이다.

• 한국식품과학회지
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• 제14권3호
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• pp.276-282
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• 1982

초고온 살균(UHT) 처리와 이에 따른 저장이 우유의 영양가에 미치는 효과에 대하여 토론되었다. 초고온 처리된 우유는 재래의 멸균우유와 비교해 상당히 적은 열 부담을 받는다. 일반적으로 초고온 살균처리 공정중에는 단백질, 지방, 유당, 지용성 비타민과 무기물들의 영양가들은 거의 영향을 받지 않는다. 작은 정도의 수용성 비타민들과 약간의 단백질의 영양가치가 저장중에 손실된다. 우유의 향미와 영양가를 최대한으로 유지하기 위해서는 초고온 살균우유는 냉장온도에 저장되어야 한다고 권장되고 있다.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.94-101
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• 2017

$ZrB_2$, ZrC, $HfB_2$, HfC 및 TaC 등의 초고온 세라믹스들은 극초음속 체계의 노즈콘, 로켓 노즐 및 리딩 엣지 등에 적용하기 위하여 최근 활발한 연구가 진행되고 있다. 그러나 그 실제 적용은 다양한 원인 때문에 제약받고 있는데 취성 특성에 의한 낮은 열충격 저항 특성이 그 원인 중 하나이다. 그러한 문제는 세라믹 섬유강화 복합재료를 제조함으로써 개선될 수 있다. 본 리뷰에서는 초고온 세라믹스의 개념과 초고온 세라믹스 섬유강화 복합재료(UHTC-CMC)의 제조 공정 및 평가에 대하여 간단히 정리하였다. 또한 UHTC-CMC의 제조를 위한 세계적인 연구를 요약하였으며 한국에서 수행중인 초고온 세라믹스 연구에 대해 간단히 소개하였다.

• 핵융합뉴스레터
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• 통권41호
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• pp.12-12
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• 2009

• Composites Research
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• 제35권4호
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• pp.261-268
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• 2022

ZrB₂, ZrC, HfB₂, HfC 및 SiC 등의 초고온 세라믹스(UHTC, ultra-high temperature ceramics)들은 최근 주목 받고 있는 극초음속 체계 및 차세대 우주왕복선 등에 적용하기 위하여 최근 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 한국, 중국, 미국, 일본 및 EU 등지에서 최근 5년간 발표된 주요 연구 결과들을 위주로 간략히 소개하였다. 또한 초고온 세라믹스의 단점인 취성 문제를 극복하기 위한 세라믹 섬유강화 복합재료 제조를 목적으로 Horizon 2020 프로그램의 일환으로 범 유럽차원에서 공동연구로 수행된 C³HARME 프로젝트의 내용 및 결과를 간략히 보고하였다.