• 기계와재료
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• v.21 no.4
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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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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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.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.10 no.5
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• pp.33-39
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• 2009

This study was conducted to evaluate production of complex odor and 12 specific odorous compounds in a pilot-scale (capacity : $100m^3$) ultra thermophilic aerobic composting. There were three types input: municipal wasted sludge, livestock manure and slurry, and food waste produced in Jung-Eb city. Each raw material was mixed with seed material and operated for two periods (1st : 50 days, 2nd : 60days). During composting, the temperature hit $90{\sim}95^{\circ}C$ after every mixing in both periods. Therefore, it was concluded that increasing temperature also saves the time which required for composting and high reduction of organics and water contents. The primary odorous compounds were ammonia, methyl mercaltan, dimethyl disulfide and trimethylamine. The concentration of the primary compounds and complex odor during the operation were higher than those on final day and most compounds did not exceed the allowable exhaust standard for odor. Also, it was found that optimal mixing time and control of high temperature are the most important parameters for odor control in ultra thermophilic aerobic composting.

• Composites Research
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• v.35 no.3
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• pp.201-215
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• 2022

This paper presents the development of thin and lightweight ultra-high temperature radar-absorbing ceramic composites composed of an aluminosilicate ceramic matrix-based geopolymer reinforced ceramic fiber and sendust magnetic nanoparticles in X-band frequency range (8.2~12.4 GHz). The dielectric properties with regard to complex permittivity of ceramic/sendust-aluminosilicate composites were proportional to the size of sendust magnetic nanoparticle with high magnetic characteristic properties as flake shape and its concentrations in the target frequency range. The characteristic microstructures, element composition, phase identification, and thermal stability were examined by SEM, EDS, VSM and TGA, respectively. The fabricated total thicknesses of the proposed single slab ultra-high temperature radar absorber correspond to 1.585 mm, respectively, exhibiting their excellent EM absorption performance. The behavior of ultra-high temperature EM wave absorption properties was verified to the developed free-space measurement system linked with high temperature furnace for X-band from 25℃ to 1,000℃.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.27 no.5
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• pp.23-29
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• 2023

The goal of this study is to evaluate the bursting characteristics and fire resistance performance of mixed cement concrete containing fibers at very high temperatures. For this purpose, FA-based, Slag-based, and each mix according to the amount of fiber mixed were heated to room temperature, 150℃, 300℃, 600℃, and 900℃, and then the burst shape, compressive strength, and elastic modulus were measured and evaluated. As a result of the experiment, it was found that relatively more surface damage occurred in FA-based specimens when heated at ultra-high temperatures than in slag-based specimens, and there was a difference between the mix without fibers and the mix with fibers when heated at ultra-high temperatures, that is, at 900℃. In the mix without fibers, a decrease in strength of more than 5% occurred. In addition, the elastic modulus also showed the same phenomenon as the compressive strength, and in particular, the decrease in elastic modulus was found to be greater than the amount of decrease in compressive strength. Meanwhile, estimation equations for compressive strength and elastic modulus according to heating temperature were statistically proposed.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.11 no.11
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• pp.27-36
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• 2010

This study was conducted to evaluate physicochemical parameters; temperature, pH, C/N ratio, water content, organic contents and volume in a pilot-scale(capacity : $100m^3$) ultra thermophilic aerobic composting. There were three types input: municipal wasted sludge, livestock manure and slurry, and food waste produced in Jung-Eb city. Each target material was carried out by the first fermentation(organic waste + seed culture) and the second one(organic waste + seed culture + recycle compost), respectively. During composting, only with supply of air and mixing, the temperature increased $90{\sim}105^{\circ}C$ after every mixing in both periods. The changes of pH, $O_2$, $CO_2$ and $NH_3$ represented typical organic decomposition pattern by microorganisms. Also, all other physicochemical parameters of ultra thermophilic aerobic composting process showed similar or better performance than these of general aerobic composting. Heavy metal concentration of fermented compost adapted to compost fertilizer regulation standard in the heavy metal and hazardous analysis.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.1
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• pp.33-39
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• 2015

This paper describes test result of the Supersonic Wing Structure and the utility of thermal test equipment, which is possible to heat rapidly and continuously above $1,000^{\circ}C$, the durability and reliability of which are improved compared with the existing equipment. Through the test, we could predict the amount of strength reduction of the wing due to aerodynamic heating, caused by exposure of high temperature. Recently the aerodynamic heating temperature of the supersonic flying object is rapidly increased. It is possible to carry out the High Temperature Strength Test on the hypersonic speed flying object with the newly designed thermal test equipment. Because of that, we can upgrade the High Temperature Strength Structure Test technique and test reliability.

• 기계와재료
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• v.21 no.4
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• pp.24-29
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• 2010

새로운 소재의 개발과 더불어 이의 특성을 평가하기 위한 여러 방법들도 새롭게 개발, 적용되어 왔다. 그러나 동일한 소재라도 사용 환경에 따라서 그 특성은 다르게 나타나기 때문에 사용 적정성의 평가는 반드시 수행되어야 한다. 특히 소재의 내구성이 한계에 달하는 극한환경에서 사용을 목적으로 하는 경우 더욱 그러하다. 이 분야의 연구는 전통적으로 미국, 일본, 독일 등을 중심으로 개발되어 왔으나 근래 국내의 연구개발도 산, 학, 연 분야에서 활발하게 진행되고 있다. 우리 연구소에서는 당해연도를 시작으로 극한환경 소재 기술개발을 수행하고 있다. 본고에서는 초고온 환경에서 사용되는 탄소-탄소 복합소재의 특성평가를 목적으로 이 분야의 비파괴평가 기술개발 동향을 소개한다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.15 no.2 s.46
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• pp.127-137
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• 2006

To resolve the environmental and economics problems of fossil fuel energy, a hydrogen economy is promoted in many developed countries. Massive production of hydrogen using a nuclear power is a practical way to feed fuel required for the hydrogen economy. The author introduces a very high temperature reactor and its development status. He also reviews recent achievements and directions of research in hydrogen production process, such as sulfur-iodine thermochemical cycle, sulfur hybrid cycle, and high temperature electrolysis.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.99-99
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• 2011

우주는 초청정 진공 환경이며, 곳에 따라서는 고에너지 기체 상태가 융합되어 있는 극한 융합 환경으로, 신물질이 만들어 지고 지상환경에서는 얻을 수 없는 특성들을 얻을 수 있는 환경이다. 초청정 환경, 고에너지 기체상태, 무중력으로 대변되는 우주 환경을 초고진공 플라즈마 레비테이션 기술을 통해 지상에서 모사할 수 있는 기술을 개발하고 이를 활용해서 신소재 공정 기술을 개발하는 것을 목표로 하는 '우주환경 기술 기반 융합기술 개발' 사업이 시작 되었다. 본 사업은 신소재나 신공정기술을 개발함에 있어, 기존의 기술을 개선하는데서 탈피하고 극한기술과 극한 환경 융합 기술을 활용하는 새로운 접근법을 도입하자는 의도에서 제안되었으며, 진공, 플라즈마, 부양, 초고온 등 극한 환경 구현 핵심 요소 기술과 이들이 융합된 원천 기술을 확보함으로써 물성 DB 자체 생산, IT 산업용 고부가 소재 부품 개발, 가속기와 우주 개발 등 거대 과학 발전에도 기여할 수 있다.