• 제목/요약/키워드: 화염합성법

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연소 화염법에 의한 다이아몬드 합성에 미치는 기판표면탄소의 효과 (The Effect of Substrate surface Carbon on Synthesis of Diamond Film by Combustion Flame Method)

  • 김성영;이재성
    • 한국재료학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.153-157
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    • 1996
  • 연소화염법을 이용한 다이아몬드 박막합성은 기판의 표면상태에 크게 의존한다. 특히 탄소결합상이 기판에 조재하는 경우 다이아몬드 핵생성과 성장은 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 일정한 흡입가스비율(R=O2/C2H2)과 기판온도 조건의 연소화염법을 이용하여 몰리브덴 기판위에 다리아몬드박막을 합성하는 과정에서 박막의 핵생성에 미치는 기판 탄소화합물의 영향을 조사하였다. Mb 금속기판표면에 형성된 탄화물로는 Mo2C상과 soot를 택하여 박막합성 전에 Mo기판상에 형성시켰다. Mo 금속기판표면에 형성된 탄화물(Mo2C)상에는 다이아몬드 핵생성과 입자성장이 촉진되어 가장 조대한 양질의 다이아몬드 입자가 형성되었다. 이것은 탄화물상이 반응가스중의 탄소의 확산을 저지함과 동시에 핵생성의 필요한 잠복기간을 감소키켰기 때문이다. 그러나 soot를 구성하는 미세한 탄소결합상들이 다이아몬드 핵생성 장소로 작용하여 결과적으로 다이아몬드 수밀도가 가장 크게 관찰된 반면, 입자성장은 Mo2C기판에 비해 작았다.

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다양한 조성비를 갖은 합성가스($H_2/CO$)/공기 예혼합 화염의 층류 연연구소속도에 (An Experimental Study on the Laminar Burning Velocity of the Synthetic Gas($H_2/CO$)/Air Premixed Flame with a Various Composition Ratio)

  • 정병규;이동환;이기만
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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    • pp.587-590
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    • 2012
  • 본 연구에서는 층류 연소속도 측정을 노즐 버너로 형성된 분젠화염에서 각도법과 면적법을 이용하여 다양한 조성비를 갖는 합성가스의 층류 연소속도를 실험적으로 측정하였다. 수행된 연구의 합성가스 조성비는 $H_2:CO$ 비가 10:90%, 25:75%, 50:50%, 75:25%이며, 당량비는 이전 연구와의 비교를 위해 0.5에서 1.4까지 수행하였다. 측정된 층류 연소속도는 수행된 다양한 조성비와 당량비 범위에서 수치계산 결과와 타 연구자들의 실험 결과 값들과 잘 일치하였다. 본 연구에서도 층류 연소속도는 $H_2$ 함유량 증가와 함께 증가됨을 알 수 있었으며, 연소속도의 중요한 증가 현상은 당량비의 증가로 확인되었다.

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석탄가스화 합성가스(H2/CO)-공기 예혼합화염의 층류 연소속도에 관한 연구 (A Study on the Laminar Burning Velocity of Synthetic Gas of Coal Gasification(H2/CO)-Air Premixed Flames)

  • 정병규;이기만
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.493-502
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    • 2012
  • Syngas laminar burning velocity measurements were carried out at atmospheric pressure and ambient temperature using the Bunsen flame configuration with nozzle burner as a fundamental study on flame stability of syngas fuel. Representative syngas mixture compositions ($H_2$:CO) such as 25:75%, 50:50% and 75:25% and equivalence ratios from 0.5 to 1.4 have been conducted. Average laminar burning velocities have been determined by the stabilized nozzle burner flames using the angle method, radical surface area method and compared with the data obtained from the other literatures. And the results of each experimental methodologies in the various composition ratios and equivalence ratios were coincided with the result of numerical simulation. Especially, it was confirmed that there was necessary to choice a more accurate measurement methodology even the same static flame method for the various composition ratios of syngas fuel including hydrogen. Also, it was reconfirmed that the laminar burning velocities gradually increased with the increasing of hydrogen content in a fuel mixture.

화염법으로 제조된 감마-Al2O3 나노입자의 화염조건에 따른 입자특성 연구 (Particle Characteristics of Flame-Synthesized γ-Al2O3 Nanoparticles)

  • 이교우
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권5호
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    • pp.509-515
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    • 2012
  • 본 논문은 수소를 연료로 하는 확산화염을 이용하여 알루미나 나노입자를 합성할 때, 합성되는 알루미나 나노입자의 특성에 미치는 화염온도의 영향을 조사하였다. 합성된 나노입자의 특성을 전자현미경 이미지, 결정구조 분석, 비표면적과 기공의 크기 분석, 화염온도 측정 등의 여러 특성분석 방법으로 조사하였다. 사용된 화염의 중심축 최고온도는 산화제의 산소농도가 19, 21, 30, 47%인 각각의 실험조건에서 1507.8K, 1593.8K, 1753.1K, 1998.7K으로 측정되었다. SEM 이미지 분석 및 BET 비표면적 측정을 통해서는 47% 산소농도인 경우에는 50 nm 수준의 독립적인 구형입자가 생성되었음을 확인할 수 있었으며, 19%와 21%의 경우에는 응집된 상태의 20-30 nm 수준의 입자를 볼 수 있었다. XRD 결과에서는 감마(${\gamma}$)-알루미나가 주를 이루는 것으로 판단되었다. 이상의 결과를 바탕으로 촉매 담체로 사용하기 위한 알루미나 나노입자를 연소합성 하기 위한 가장 적절한 조건으로 실험했던 네 경우 중에서는 산화제의 산소농도가 21%인 두 번째 경우를 선택할 수 있었다.

자체반응열 고온합성법에 의한 $Ti_3AI$ 생상반응의 동력학적 연구 (Studies on the Kinetics for the Formation Reaction $Ti_3AI$ by SHS (Self-propagating High-temperatuer Synthesis) Method)

  • 전광식
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.569-574
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    • 1998
  • 자체의 반응열에 의해 반응이 자발적으로 진행되는 SHS법을 이용하여 $Ti_3AI$ 금속간 화합물의 생성반응에서의 화염대 두계, 반응속도 그리고 겉보기 활성화에너지에 대하여 고찰하였다. 이 반응에서 화염대 두께는 1.4mm이었고, 반응속도는 $0.4g/\textrm{cm}^2{\cdot}sec$이었다. 또한, 반응물의 상대밀도를 조절하여 얻은 실험 data를 이용하여 구한 반응의 겉보기 활성화에너지는 40kJ/mol이었다.

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SNG/공기 화염의 층류 연소속도 측정 - 분젠과 구형 화염법 비교 - (Laminar Burning Velocity Measurement of SNG/Air Flames - A Comparison of Bunsen and Spherical Flame Method -)

  • 김동찬;이기만
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.737-746
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    • 2016
  • This article describes a comparison on laminar burning velocity measured by Bunsen and spherical flame methods of synthetic natural gas (SNG) with various composition of hydrogen. In this study, the laminar burning velocity measurements were employed by Bunsen burner and cylindrical constant combustor at which flame images were captured by Schlieren system. These results were also compared with numerical based on CHEMKIN package with GRI 3.0, USC-II and UC Sandiego mechanism. In case of spherical flames, the suitable flame radius range and theoretical models were verified using the well-known previous results in methane/air flames. As an experimental condition, hydrogen content of SNG was adjusted 0% to 11%. Equivalence ratios of Bunsen flames were adjusted from 0.8 to 1.6. On the other hand, those of spherical flames were adjusted from 0.6 to 1.4, relatively. From results of this study, the both laminar burning velocities measured in Bunsen and spherical flame methods were resulted in similar tendency. As the hydrogen content increased, the laminar burning velocity also increased collectively. Laminar burning velocity of measured SNG-air flames was best coincided with GRI 3.0 mechanism by comparison of reaction mechanisms.

CMC 모델을 이용한 난류 비예혼합 Syngas 화염장 해석 (Fully coulpled CMC modeling for three-dimensional turbulent nonpremixed syngas flame)

  • 김군홍;이정원;김용모;안국영
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2006년도 제32회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.111-120
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    • 2006
  • The fully coupled conditional moment closure(CMC) model has been developed to realistically simulate the structure of complex turbulent nonpremixed syngas flame, in which the flame structure could be considerablyl influenced by the turbulence, transport history, and heat transfer as well. In order to correctly account for the transport effect, the CMC transport equations fully coupled with the flow and mixing fields are numerically solved. The present CMC approach has successfully demonstrated the capability to realistically predict the detailed structure and the overall combustion characteristics. The numerical results obtained in this study clearly reveal the importance of the convective and radiative heat transfer in the precise structure and NOx emission of the present confined combustor with a cooling wall.

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연소 화염법에 의해 합성된 다이아몬드형상에 미치는 탄화수소량과 온도분포의 영향 (The Effect of Hydrocarbon Content and Temperature Distribution on The Morphology of Diamond Film Synthesized by Combustion Flame Method)

  • 김성영;고명완;이재성
    • 한국재료학회지
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    • 제4권5호
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    • pp.566-573
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    • 1994
  • 연소화염법을 이용한 다이아몬드 박막합성시 기판표면온도 및 온도분포에 가장 크게 작용하는 공정변수는 탄화수소량을 결정하는 산소/아세틸렌 가스의 혼합비(R=O/sub 2/C/sub 2/H/sub 2/)이다. 본 연구에서는 혼합가스비율 변화 (R=0.87-0.98)에 따른 기판표면온도 및 온도분포를 측정하고, 이들 변수에 따른 다이아몬드 박막의 생성 및 결정형상의 변화과정을 SEM관찰, Raman 분광분석 및 X-선 회절 분석을 통해 조사하였다. 혼합가스비율의 증가에 따라 다이아몬드의 생성입자 수밀도는 감소하였고, 이와 동시에 결정형상도 (111)면과 (100)면이 혼재된 cobo octahedron형에서 octahedron인 (111)면으로 변화되었다. 한편, 기판온도증가에 따라 생성입자의 수밀도가 증가하고 성장속도도 빨라져 조대한 결정을 얻었으며, 생성된 입자형성은 (111)면애 지배적이다가 (100)결정면이 점차 많아지는 양상을 나타내었다.

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