Characteristic of aluminum ignition under high temperature and high pressure is studied using lasers. The laser ablation method is used to generate aluminum particles exposed to a high pressure by using a nanosecond pulsed laser where the range of ablation pressure varies between 0.35 and 2.2 GPa. A $CO_2$ laser is used to supply radiative heat to the aluminum target surface for providing high temperature ranging between 5000~9300 Kelvin. The ignition is confirmed using spectroscopy analysis of AlO vibronic band 484 nm wavelength. Also the radiative temperature is measured in various high pressure range for tracing the ignition temperature in high pressure conditions.
In this study, an attempt was made to fabricate TiAl as well as its in situ composite via combustion synthesis. The processing variable of the combustion synthesis which include aluminum content and the heating rate were found to affect the combustion temperature. The combustion temperature measured, however, was lower than the melting temperature of TiAl and the reaction product were found to include incomplet reaction products. Carbon was added in order to increase the combustion temperature as well as to form in situ reinforcements. The reaction products showed homogeneous microstructures with carbide phases formed within indicating that the addition of carbon increased the combustion temperature above the melting temperature of TiAl.
본 연구에서는 건축 외장재로 많이 사용되고 있는 알루미늄복합패널의 일반재와 난연재에 대한 실제 화재에서의 화재성상을 분석하기 위하여 실대형 시험(ISO 13785-2)을 수행하였다. 시험결과, 일반재인 경우 최고 온도가 210초에 $1,021^{\circ}C$가 측정되었으며, 난연재는 약 1,200초에 $1,190^{\circ}C$가 측정되었다. 화재성상은 알루미늄복합패널 중 난연재의 경우 착화가 더디게 진행되었으며, 일반재의 알루미늄복합패널은 연소착화와 동시에 화재가 빠르게 확산되었다. 일반재와 난연재의 알루미늄복합패널은 연소착화하는데는 분명한 차이를 보였지만, 일단 착화된 이후에는 수직화염의 확산의 연소형태는 일반재나 난연재 모두 빠르게 수직확산되는 비슷한 양상을 보였다. 이에 본 연구결과, 알루미늄복합패널에 대한 화재위험성을 줄이기 위해서는 난연재 사용을 적극적으로 유도하도록 하며, 또한, 일단 착화 후에는 이를 진압할 외장재 전용 소화설비의 적용이 시급함을 알 수 있었다.
To analyze vertical fire spreadability of aluminum composite panel, real scale test of aluminum composite panel and fire retardant aluminum composite panel was conducted as well as analysis of domestic code, test and domestic reaserch resulted in following conclusion. Fire spread risk assessment of aluminum Composite Panel is impossible with the current regulations (Cone Calorimeter Test). It need to changes of regulatory and combustion expanded risk assessment and regulatory changes in the test methods need to be judged. Also, there is quite a big different between the general aluminum Composite Panel and semi-non combustible of aluminum Composite Panel. However it is also deemed to be danger when present in the sidewall to the top consisting of fire spread. From now on, it is needed the study about interpretation of fire spread and sidewall of vertical fire spread analysis not only experiments for aluminum Composite Panel.
The combustion process was applied to synthesize the LiAlO2 powder with high specific surface area and pure crystalline ${\gamma}$-phase. For the combustion synthesis of LiAlO2 which is a binary-component oxide in-cluding lithium and aluminum ions the mixture of citric acid and urea with stoichiometric composition was selected as a promising fuel. The highest combustion temperature was measured in the reaction using the mixed fuel with a stoichiometric composition. The synthesized powder was very fine and its specific surface area was more than 15 m2/g.
In order to prepare for the large power diesel vehicle, the current trend of advanced nations is to shift from the aluminum alloy piston to the steel piston. In this research, a steel forging piston which replaces the aluminum alloy piston is developed to improve the power performance of the diesel engine. The three dimensional flow and combustion analysis of the target engine is conducted. Using the result of the analysis, the piston is optimized, and a prototype of the articulated steel forging piston is built. The reliability of the piston has been evaluated through durability test using a Hydropuls Test Machine for 300,000 km.
알루미늄은 많은 이점에도 불구하고 표면의 높은 용융점을 가지는 산화 피막 효과로 인해 원활하게 점화와 연소 반응이 일어나지 못하는 단점이 있다. 그런데 산화피막을 제거하는 방법은 매우 복잡하며 용이하지 않으므로 본 연구에서는 연소율은 압력에 비례한다는 원리를 이용하여 접근하였다. 연소 속도의 압력에 따른 민감도를 알기 위해 압력 용기를 설계하였고 아르곤 가스를 이용하여 80nm의 알루미늄 분말과 산화제인 증류수의 혼합물을 3, 5, 10 기압의 압력 조건에 따른 연소속도의 변화를 측정하고 해외의 연구와 비교 분석하였다.
Aluminum nitride (AlN) powder was successfully synthesized at low temperature via carbothermal reduction and nitridation (CRN) assisted by microwave heating. The synthesis processes of AlN powder were investigated with X-ray diffraction, FE-SEM, FT-IR and TGA/DSC. Aluminum nitrate was used as an oxidizer and aluminum source, urea as fuel, and glucose as carbon source. These starting materials were mixed with D.I water and reacted in a flask at $100^{\circ}C$ for 20 minutes. After the reaction was finished, black foamy intermediate product was formed, which was considered to be an amorphous $Al_2O_3$ particles through intermediate product obtained by solution combustion synthesis (SCS) at the results of X-ray diffraction patterns and FT-IR. This intermediate product was nitridated at temperatures of $1300^{\circ}C$ and $1400^{\circ}C$ in $N_2$ atmosphere by a microwave heating furnace and then decarbonated at $600^{\circ}C$ for 2 hours in air. It should be noticed from FE-SEM images that as nitridated particles, identified as AlN from X-ray diffraction patterns, are covered with carbon residues. After decarbonating the nitridated powders, the spherical pure AlN powders were obtained without alumina and their particle sizes were dependent on the nitridating temperature with high temperature of $1400^{\circ}C$ giving large particles of around 70~100 nm.
The nano-sized Ce-doped YAG(Yttrium Aluminum Garnet, $Y_3Al_5O_{12}$) phosphor powders were prepared by combustion method from a mixed aqueous solution of metal nitrates, using citric acid as a fuel. The luminescence formation process and structure of phosphor powders were investigated by means of XRD, SEM and PL. The XRD patterns show that YAG phase can form at all of the $Ce^{3+}$ concentration. However, when $Ce^{3+}$ concentration is over 2.0mol%, XRD patterns show $CeO_2$ peak between (321) peak and (400) peak. The pure crystalline YAG:Ce with uniform size of 30nm was obtained at 0.6mol% of the $Ce^{3+}$ concentration. The crystalline YAG:Ce powders showed broad emission peaks in the range 475~630nm and had maximum intensity at 526nm.
이차 추진제로 많이 쓰이는 알루미늄을 고출력 레이저를 이용하여 공기 중의 산소와 반응시켜 발생되는 rich 및 stoichiometric 상태의 알루미늄-산소 연소 현상에 대해 레이저 분광분석법을 이용하여 연구하였다. 7ns의 펄스 주기와 1064nm의 주파수를 가진 Q-switched Nd:YAG 레이저로 40 - 2500mJ의 에너지가 공급되었으며, 플라즈마 빛은 echelle 회절 분광기와 ICCD 카메라로 감지하였다. 레이저 분광분석을 통하여 연료인 알루미늄과 산화제인 산소의 원자 신호를 얻었을 뿐만 아니라, 현상이 일어나는 환경인 플라즈마 온도와 전자밀도가 계산되었다. 특정 전자 밀도비 비교를 통하여, 고출력 레이저를 통해 일어나는 알루미늄과 산소의 연소 및 폭발 현상 변화에 대한 분석이 가능하다는 것에 본 논문의 중요성이 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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