• 한국항공우주학회지
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• 제49권5호
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• pp.355-363
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• 2021

리오셀계 탄소/페놀릭 복합재료의 항공우주용 내열 부품 적용 가능성을 확인하기 위하여 내열성능 평가 및 열 해석을 수행하였다. 탄소/페놀릭의 열반응 평가는 내열성능평가모터(Thermal Protection Evaluation Motor, TPEM)로 수행되었다. 본 논문에서는 열 해석을 위해 유체의 경계층 해석을 고려한 경계층 적분 코드와 삭마 및 열분해를 고려한 MSC-Marc 2018 코드를 사용하였다. 추진기관의 압력 곡선, 연소 시험 후 절개된 목삽입재 시편을 통하여 삭마 및 단열성능을 분석하였고, 리오셀계 탄소/페놀릭 복합재료의 열반응은 레이온계 탄소/페놀릭 재료와 유사하였다. 연소시험을 통한 결과를 바탕으로 국산 리오셀계 탄소/페놀릭의 항공우주용 내열 부품으로의 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.50-52
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• 2003

본 연구에서는 비교계측법을 이용하여 탄소/페놀릭 주자직 복합재료에 대한 열전도도를 계측하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.77-82
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• 1999

탄소 fabric 표면을 각기 다른 농도의 인산용액으로 표면처리함으로써 2-D 카본/페놀릭 복합 재료에 미치는 물성과 내 산화성, Arc plasma Torch test를 통하여 내열성등을 알아보았으며 ESCA를 통하여 인산 표면 처리에 의한 표면 functionality를 측정하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.36-44
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• 2018

고체 로켓 추진기관 노즐의 내열재로 사용되는 탄소/페놀릭 복합재료의 열반응 수치해석을 수행하였다. 본 논문에서 탄소/페놀릭 재료의 열반응 해석은 (1) 로켓 노즐벽에서 대류열전달계수를 구하기 위한 연소가스의 경계층 적분방정식 수치해석과 (2) 삭마두께, 숯깊이 및 온도를 계산하기 위한 탄소/페놀릭의 열반응(열분해, 삭마)을 고려한 1차원 열전도 해석으로 구성된다. 시험결과와 해석결과를 비교 분석하였으며, 목삽입재 좌우 인접 부위를 제외하고 잘 일치하는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권9호
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• pp.18-25
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• 2003

본 연구에서는 탄소/페놀릭 8-매 주자직 복합재료인 ACP302의 등가열전도계수를 단위구조해석을 통하여 계산하였고 또한 실험적으로 측정하였다. 먼저 8-매 주자직 복합재료의 직조섬유다발구조를 3차원 유한요소를 사용하여 미세역학적으로 상세히 모델링하였으며, 단위구조 경계면에는 주기경계조건을 가하고 해석을 수행하였다. 계산결과로부터 적층 형상 및 굴곡도, 섬유 체적비 등이 등가열전도도에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 실험을 수행하여 열전도도를 계측하였으며 그 결과를 계산결과와 비교하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.45-49
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• 2006

탄소/페놀릭 복합재료가 높은 온도에서 열분해 되는 현상을 연구하기 위하여 열중량분석기(TGA)가 이용되었다. 높은 온도와 다양한 하중조건에서 운용되는 고체 추진기관의 열방호 시스템으로 적합한 재료를 분석하고 개발하는데 연구목적이 있다. 실제 연소조건과 유사한 온도 상승속도를 고려하기 위하여 열분해 특성상수 값은 1000 K/min인 경우로 예측된 값을 FEM 해석코드 자료로 활용하였다. 온도 분포는 실험 결과 값과 같은 거동을 보였으며 열분해 깊이는 ${\pm}1mm$ 이내에서 해석 결과와 잘 일치 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.711-718
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• 2011

본 논문에서는 열화학적 분해 및 열기계학적 변형이 고려된 구성 방정식을 사용하여 다공성 탄소/페놀릭 복합재료의 열탄성 거동을 예측하였다. 다공성 복합재료의 온도 의존성 및 열화학적 분해 과정에서의 기공도, 분해 가스에 의한 기공 압력, 재료의 수축을 고려하였다. 기공도와 기공 압력이 고려된 대표 체적 요소 모델의 유한요소 해석을 통해 산출된 거시적 기공 탄성 계수를 구성 방정식에 적용하였다. 간단한 수치 실험을 통해 기공탄성 계수가 다공성 재료의 열탄성 거동에 미치는 영향을 분석하였으며, 재료 내부에 형성된 기공과 기공 압력에 의한 응력 구배 및 변형을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권9호
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• pp.642-648
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• 2019

본 연구에서는 미세 단층 영상을 이용하여 삭마 복합재료의 전산 모델링 및 해석을 수행하였다. 탄소/페놀릭(carbon/phenolic) 복합재료의 삭마 실험은 0.4MW 아크 가열 풍동을 이용하여 수행하였다. 미세 단층 촬영기(Micro-CT)로 삭마 실험 전후의 복합재료 시편을 촬영하여 이진화된 단층 영상을 생성하였다. 생성된 이진화 영상을 활용하여, 삭마 복합재료의 실제 미시 구조가 반영된 전산 모형을 개발하였다. 영상 기반 전산 모형은 시편 횡방향의 특정 영역의 영상을 적층하여 개발하였다. 전산 모형은 실험 전 시편 영상에서 1종, 실험 후 시편 영상에서 8종, 총 9종의 전산 모형을 개발하였다. 영상 기반 전산 모형을 통해 삭마에 의한 유효 물성을 예측하였으며, 기공도 증가에 따른 유효 물성 저하를 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.22-25
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• 2005

열용량분석기(TGA)를 사용하여 고온에서의 탄소/페놀릭 복합재료의 열분해를 연구하였다. 온도상승 속도는 5, 10, 15, 30 그리고 $50^{\circ}C/min$ 이었으며 온도 상승속도가 증가할수록 최대 열분해 반응의 온도도 상승하였다. 열분해반응에서 얻어진 자료를 근간으로 물리-수학적인 모델을 제시하였으며 모델의 실효성을 판단하기 위하여 고체 추진기관 노즐의 연소시험을 통하여 내부 온도 분포 및 밀도 분포 자료를 해석 모델과 비교하였다. 향후 연구를 통하여 이러한 열분해 인자는 고체 추진기관의 열 및 구조 해석의 입력 자료로 활용이 될 것이다.

• 공업화학
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• 제27권5호
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• pp.472-477
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• 2016

본 연구에서는 전류밀도 변화에 따른 탄소섬유의 양극산화 처리가 탄소섬유 표면과 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면결합력에 미치는 영향을 고찰하였다. 양극산화 처리된 탄소섬유 표면 특성은 원자간력 현미경(Atomic force microscope, AFM)과 전계방사형 주사전자현미경(Field emission-scanning electron microscope, FE-SEM), 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR) 및 X선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)으로 분석하였으며, Short beam 전단시험을 통해 표면처리에 따른 탄소섬유 강화 복합재료의 계면 전단강도를 측정하였다. 실험 결과 전류밀도가 증가함에 따라 탄소섬유 표면의 거칠기와 산소관능기의 함량의 증가와, 탄소섬유 강화 복합재료의 층간전단강도(Interlaminar shear strength, ILSS)의 향상 및 페놀릭 하이드록실 그룹과의 비례관계를 확인하였다. CF-2.0 시편의 층간전단강도는 87.9 MPa로 CF-AS 시편에 비해 약 4% 증가하였는데, 이러한 결과는 양극산화 처리가 산소관능기와 탄소섬유 표면 거칠기의 증가를 유도하여 탄소섬유와 수지의 계면 결합력이 증가된 것으로 판단된다. 그중 층간전단강도와 비례관계인 페놀릭 하이드록실 그룹은 탄소섬유 강화 복합재료의 계면결합력을 향상시키는 중요한 요소라 판단된다.