• 제목/요약/키워드: Coefficient of thermal expansion

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에폭시 수지/무기물 첨가제 복합체의 열팽창계수 조절 및 석조문화재의 응용 (Tuning Thermal Expansion Coefficient of Composites Containing Epoxy Resin/Inorganic Additives for Stone Conservation)

  • 최용석;채일석;강용수;원종옥;김정진;김사덕
    • 보존과학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.431-440
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    • 2011
  • 석조문화재에 사용되는 에폭시 수지에 열팽창계수가 낮은 무기물을 첨가하여, 석재와 비슷한 수준으로의 열팽창계수 조절 및 무기물 첨가에 따른 기계적 변화를 연구하였다. 사용된 에폭시 주제는 hydrogenated bisphenol A (HBA), 경화제로는 상온에서 경화가 가능한 Isophoronediamine (IPDA), 점도 조절을 위한 반응성 희석제로는 difunctional polyglycidyl epoxide (DPE)를 선정하였으며 열팽창계수를 조절하기 위한 무기물 첨가제는 talc와 fused silica 를 사용하였다. 에폭시 수지와 희석제의 함량에 따라 점도를, 에폭시 수지와 무기물 첨가제의 부피비에 따른 열팽창계수를 측정하여 물리 화학적 물성 개선 가능성을 확인하였으며 인장강도, 전단강도 측정을 통하여 기계적 성능을 비교하였다. 연구결과 에폭시 수지에 첨가될 무기물 첨가제의 함량이 커질수록 열팽창 계수가 감소할 뿐만 아니라, 굴곡강도가 감소하고 전단 강도는 증가하는 특성이 나타났으며, fused silica를 사용한 에폭시 수지가 talc를 사용한 제품군에 비해 열팽창계수가 크게 감소하여 석재와 비슷한 수준으로 조절 가능함을 확인하였다.

기계적 합금화한 W-Cu 복합분말 소결체의 열물성 평가 (The Evaluation of Thermal Properties for W-Cu Composite Sintered from Mechanically Alloyed Powders)

  • 오낭렴;김대건;석명진;김영환;김영도;문인형
    • 한국분말재료학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.154-160
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    • 2000
  • In order to enhance sinterability of W-Cu composites used for heat sink materials, mechanical alloying process where both homogeneous mixing of component powders and fine dispersion of minor phase can be easily attained was employed. Nanostructured W-Cu powders prepared by mechanical alloying showed W grain size ranged of 20-50 nm and were able to be efficiently sintered owing to the fine particle size as well as uniform distribution of Cu phase. The thermal properties such as electrical resistivity, coefficient of thermal expansion and thermal conductivity were evaluated as functions of temperature and Cu content. It was found that the coefficient of thermal expansion could be controlled by changing Cu content. The measured electrical resistivities and thermal diffusivities were also varied with Cu content. The thermal conductivities calculated from the values of resistivities and diffusivities showed similar tendency as a function of temperatures. However, this is in contradiction with thermal conductivities of pure W and Cu which decrease with increasing temperature.

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Phase Evolution, Thermal Expansion, and Microwave Dielectric Properties of Cordierite-Al2O3 Composite

  • Kim, Shin;Song, Eun-Doe;Hwang, Hae-Jin;Lee, Joo-sung;Yoon, Sang-Ok
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제34권5호
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    • pp.337-341
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    • 2021
  • Phase evolution, thermal and microwave dielectric properties of cordierite-Al2O3 composite were investigated. As the content of Al2O3 increased, mullite, sapphirine, and spinel were formed as secondary phases, implying that cordierite may be decomposed by the reaction with Al2O3. All sintered specimens exhibited dense microstructures. The densification occurred through liquid phase sintering. As the content of Al2O3 increased, the thermal expansion coefficient and the dielectric constant increased, whereas the quality factor decreased. The thermal expansion coefficient, the dielectric constant, and the quality factor of the 90 wt% cordierite 10 wt% Al2O3 composite sintered at 1,425℃ were 2.9×10-6 K-1, 5.1, and 34,844 GHz, respectively.

Mixing Rules of Young's Modulus, Thermal Expansion Coefficient and Thermal Conductivity of Solid Material with Particulate Inclusion

  • Hirata, Yoshihiro;Shimonosono, Taro
    • 한국세라믹학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.43-49
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    • 2016
  • This analyzed a Young's modulus (E), a thermal expansion coefficient (TEC, ${\beta}$) and a thermal conductivity (${\kappa}$) of the material with simple cubic particulate inclusion using two model structures: a parallel structure and a series structure of laminated layers. The derived ${\beta}$ equations were applied to calculate the ${\beta}$ value of the W-MgO system. The accuracy was higher for the series model structure than for the parallel model structure. Young's moduli ($E_c$) of sintered porous alumina compacts were theoretically related to the development of neck growth of grain boundary between sintered two particles and expressed as a function of porosity. The series structure model with cubic pores explained well the increased tendency of $E_c$ with neck growth rather than the parallel structure model. The thermal conductivity of the three phase system of alumina-mullite-pore was calculated by a theoretical equation developed in this research group, and compared with the experimental results. The pores in the sintered composite were treated as one phase. The measured thermal conductivity of the composite with 0.5-25% porosity (open and closed pores) was in accordance with the theoretical prediction based on the parallel structure model.

DISTRIBUTIONS OF RESIDUAL STRESSES IN DIFFUSION BONDING OF DISSIMILAR MATERIALS TIAL TO STEEL 40CR

  • Peng, He;Jicai, Feng;Yiyu, Qian;Jiecai, Han
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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    • pp.785-790
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    • 2002
  • Distributions of residual stress in diffusion bonding of dissimilar materials intermetallics TiAl to steel 40Cr were simulated by FEM calculation. Results showed that destructive residual stresses presented in the minute area adjacent to bond-line of the base material with smaller coefficient of thermal expansion. Reducing bonding temperature and diminishing bonding time are in favor of the mollification of interface tresses.

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폴리머 부싱의 기밀성 향상을 위한 FRP tube/flange의 열팽창 특성에 관한 연구 (A Study on the Thermal Expansion of FRP tube/flange for improved tightness Characteristics of Polymer Bushing)

  • 조한구;강형경;유대훈;유근양;조용석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.1438_1438
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    • 2009
  • In this describes the results of a study on the thermal expansion of FRP tube/flange for improved tightness characteristics of polymer bushing. The thermal expansion of FRP tube and flange were investigated. The thermal expansion of flange, FRP tube were studied by TGA, TMA. AS winding tension is increased glass fiber contents was increased in the range of 70.89~78.74 and thermal expansion coefficient was decreased in the range of 29.90~13.50.

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2차원 타원형의 충전제를 함유하는 복합재료의 열팽창 계수 연구 (Study on the Coefficient of Thermal Expansion for Composites Containing 2-Dimensional Ellipsoidal Inclusions)

  • 이기윤;김경환;정선경;전형진;주상일
    • 폴리머
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    • 제31권2호
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    • pp.160-167
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    • 2007
  • 이 논문은 하나의 좌표축과 하나의 종횡비$(\rho_\alpha=a_1/a_3)$를 갖는 2차원적 형태의 섬유 형태$(a_1>a_2=a_3)$ 그리고 디스크 형태$(a_1=a_2>a_3)$의 충전제의 기하학적 형상에 따른 복합체의 열팽창 계수의 변화를 예측하기 위한 모델을 제시한다. 분석은 Eshelby의 equivalent 텐서의 일반적인 접근과 Lee와 Paul의 접근 방식을 이용하여 이미 개발된 탄성 모듈러스의 전개 과정을 따른다. 배열된 등방성 충전제를 포함하는 복합체의 열팽창 계수의 영향이 종횡비에 따라 조사되었다. 이 모델은 복합체를 해석하기 위해서 한쪽 방향으로 배열된 충전제이어야 하며, 균일한 물성의 기지재와 충전제가 완전한 결합을 하고 있다는 가정 하에서 연구된다. 복합체의 열팽창 계수는 배열된 종단방향$(\alpha_{11})$과 횡단방향$(\alpha_{33})$으로 조사되었다. Chow와 Tandon 그리고 Weng이 발표한 에폭시 수지와 유리 섬유의 복합체의 재료특성 데이터로부터 종횡비에 따른 열팽창 값을 얻을 수 있었다. 종횡비가 증가함에 따라 길이 방향의 열팽창 계수 $\alpha_{11}$는 감소하여 충전제의 열팽창 계수에 접근한다. 그러나, 횡단방향의 열팽창 계수 $\alpha_{33}$는 증가 또는 감소하는 경향을 보인다. 충전제의 함량이 증가함에 따라 복합체의 열팽창 계수는 감소하여 충전제의 열팽창 계수에 수렴한다.

온도, 변형 및 응력 계측을 통한 초기재령 콘크리트의 임계수화도 및 열팽창계수 추정 (Estimation of Critical Degree of Hydration and Thermal Expansion Coefficient of Early-Age Concrete from Measured Temperature, Strain and Stress)

  • 오병환;최성철;신준호
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.809-814
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    • 2002
  • Recently, the properties of early-age concrete are increasingly important because these properties directly influence the behavior of early-age concrete structures including stress and cracking behavior. Nevertheless, the studies on early-age concrete are limited to strength and temperature development. The purpose of present study is to propose a simple and rational method which can predict the stress and strain behavior of young age concrete. A series of test have been done to measure the temperature development, strains and stresses in concrete members. The concept of equivalent age was used to define the degree of hydration and this degree of hydration was used to calculate the strength and elastic modulus. The critical degree of hydration and thermal expansion coefficient were calculated using experimental data. It is seen that the critical degree of hydration range from 0.05 to 0.11 based on the measuring method. The thermal expansion coefficient was calculated based on the measured non-mechanical strain and it is found that the coefficient decreases slightly with the increase of age. The consideration of critical degree of hydration in calculating stresses gives more accurate results. The present study provides useful method and data in evaluating early-age behavior of concrete structure.

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금합금계 매몰재의 Cristobalite와 Quartz 첨가량에 따른 열팽창과 압축강도 변화 (Effect of Cristobalite and Quartz on the Compression Strength and Thermal Expansion Coefficients of Gold Alloy Investment Materials)

  • 한만소
    • 공학논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.141-151
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    • 2004
  • 금합금계 매몰재 재료의 물리적 특성은 각각 열팽창계수과 압축강도, 입도 분포에 크게 좌우된다. 일반적으로 금합금계 매몰재는 cristobalite와 quartz, plaster로 주성분을 구성하고 있다. 그리고 cristobalite와 quartz의 열팽창계수는 $2.6\times10^{-6}/^\circC$, $2.32\times10^{-6}/^\circC$, 로 이 두 재료의 혼합비가 매몰재의 열팽창 계수를 변화시키는 매우 중요한 역할을 하고 있다. 현재 국내에서는 금합금계 매몰재는 전량 수입에 의존하고 있고 그 시장 수요 또한 대단히 크다. 따라서 균일한 입도 분포를 가지는 cristobalite와 quartz의 개발과 주조금속의 열팽창과 냉각에 따른 수축력을 고려한 열팽창계수를 가지면서 매몰재의 요구강도에 적합한 압축강도를 가지는 금합금계 매몰재의 개발이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 먼저 균일한 입도를 갖는 cristobalite와 quartz 분체의 제조와 cristobalite와 quartz의 혼합비에 따른 열팽창계수와 압축강도를 비교 분석하였다. 본 연구의 결과로 표면이 매끄럽고 균일한 입도 분포를 갖는 cristobalite와 quartz를 제조하였으며, cristobalite와 quartz의 혼합비가 45:25가 열팽창계수와 압축강도에서 매몰재가 요구하는 조건을 만족하였다.

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GRP 복합관의 열팽창계수 측정 (Measurements of Thermal Expansion Coefficients in GRP Pipe)

  • 오진오;윤성호
    • Composites Research
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    • 제25권1호
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    • pp.26-30
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    • 2012
  • 본 연구에서는 스트레인게이지 회로를 이용하여 GRP 복합관의 열팽창계수를 측정하고자 하였다. 이를 위해 다양한 스트레인게이지 회로를 적용하여 알루미늄 보의 열팽창계수를 측정함으로써 측정방법의 타당성을 검증하였다. 또한 스트레인게이지의 부착위치와 반복횟수를 달리하며 또한 열팽창계수가 다른 스트레인게이지를 적용한 경우에 대해 GRP 복합관의 길이방향 및 원주방향 열팽창계수를 측정함으로써 열변형률 결과와 측정결과의 재현성에 미치는 영향을 조사하였다. 연구결과에 따르면 GRP 복합관의 경우 보강된 유리섬유에 의해 원주방향의 열변형률이 제한되어 원주방향 열팽창계수가 길이방향의 열팽창계수에 비해 낮게 나타났다. 또한 GRP 복합관의 후경화로 인해 측정횟수가 증가할수록 측정된 열팽창계수는 다소 증가하지만 증가폭은 점차 감소하였다. 아울러 열팽창계수가 다른 스트레인게이지를 적용하더라도 기준보상시편을 통해 스트레인게이지의 열변형률을 보상하면 동일한 열팽창계수가 얻어짐을 알 수 있었다.