용융 점도 조절에 의한 나일론6(N6)의 melt impregnation공정에서의 용융가공 특성에 대하여 고찰하여 보았다. N6의 용융 점도를 조절하기 위하여 calcium stearate(CaST)를 윤활제로 사용한 결과, 1 wt$\%$의 윤활제의 첨가에 의하여 용융 점도가 감소함을 알 수 있었다. 아울러 폴리카프로락톤(PCL)을 N6에 반응 용융 블렌딩하여 N6의 용융 점도를 낮출 수 있었으며 phenyl phosphite(PP)와 diphenyl phosphite(DPP)를 첨가하여 블렌딩 시 상호에스테르 교환반응을 증가시켜 추가적인 용융 점도 감소를 확인하였다. 이러한 방법들은 N6의 고온 가공의 문제점으로 지적되는 열안정성 저하를 최소화하면서 melt impregnation 공정에서 필수적인 저점도 가공을 가능하게 할 수 있을 것으로 사료된다.
The fatigue life of support bearings is one of the most critical factors for the performance of a control rod driving mechanism. They are operated at high temperature and high pressure and especially lubricated with dramatically low viscosity water. The support bearing is made of standardized 440C stainless steel, and it supports thrust load including the weight of the driving system and external force. Friction and wear characteristics of this material operating under severe lubrication condition is not well known yet, although it is expected to be changed with respect to temperature and boundary pressure. So the friction characteristics are investigated in sliding conditions using the reciprocating tribometer which can simulate the operating conditions. Highly purified water is used as lubricant, and the water is heated up and pressurized. Friction farce on the reciprocating specimens is monitored by the load cells. The results of the experiments are presented in this paper.
지정 폐기물인 electrical arc furnace(EAF) 더스트에는 액상을 형성하는 fluk 성분이 많이 포함되어있어, 점토와 혼합하면 시편의 소결온도를 낮춰주고 기계적 강도를 향상시키는 장점이 있다. 그러나 더스트-점토 계 벽돌 제조시 더스트 첨가량을 증가시키면 소결과정에서 과도한 액상이 생성되어 제품 불량률이 높아진다. 점토-더스트 계 시편의 소결공정 중에 발생하는 액상을 제어하기 위하여 $Al_2O_3$를 첨가하고 물리적 특성 변화를 분석하였다. $Al_2O_3$가 첨가된 더스트-점토계 소결체는 기공크기가 감소되면서 미세구조가 균일해졌다. 이에 따라 기계적 강도가 증가되었고 동시에 최대강도가 나타나는 온도가 높아졌다. 또한 겉보기 밀도가 증가되었고 흡수율은 감소하였다. 첨가된 $Al_2O_3$는 mullite($3Al_2O_3{\cdot}2SiO_2$)를 생성함으로서, 액상형성에 참여할 $SiO_2$을 소모시키고 동시에 액상의 점도를 높여, 소결체의 내화도를 증진시키고 따라서 소결과정에서 시편 불량률을 낮출 것으로 분석되었다.
폴리에틸렌 글리콜(PEG) 내에 흄드 실리카를 분산시켜 현탁액을 제조하고, 실리카의 함량과 분산조건, 폴리에틸렌 글리콜 분자량, 온도 및 수분함량에 따른 유변학적 거동을 연구하였다. 현탁액의 유변학적 거동은 레오미터를 이용하여 전단농화 현상을 일으키는 임계전단속도와 전단점도 상승폭을 측정하였다. 분산매는 PEG 200, 400 및 600을 사용하였다. 실리카의 함량을 5, 7, 9, 13, 그리고 18 wt%으로 한 흄드 실리카 현탁액은 단순교반, 균질교반, 비드밀링의 세 가지 분산 방법을 사용하여 제조하였다. 10, 20, 30 그리고 $40^{\circ}C$에서 유변학적 거동을 측정하였다. 현탁액 내의 실리카의 함량이 증가할수록 그리고 분산매의 분자량이 커질수록 임계전단속도는 낮아지는 경향을 나타냈다. 측정온도의 영향에서도 온도가 증가할수록 임계전단속도가 높아지는 경향을 보였다. 수분의 함량에 따른 영향은 나타나지 않으나, 분산공정의 영향은 크게 나타났다. 단순교반 방법으로 제조한 현탁액의 임계 전단속도가 가장 낮았으며 비드밀링공정으로 제조한 현택액의 임계전단속도가 가장 높게 나타났다. 전단점도의 상승폭은 단순교반으로 제조한 현탁액이 비드밀링 공정의 현탁액 보다 높게 나타났다. 이는 분산 공정에 따른 실리카 입자의 분산상태에 기인되고 있음을 알 수 있었다.
The effect of various thermomechanical treatments on the structure and rheological behaviour of Al-6.2wt%Si alloy in its solidification range were investigated using a Searle type high temperature viscometer. During continuous cooling, the viscosity increases gradually with increasing fraction of solidified alloy, until a critical fraction of solidified alloy is reached above which the viscosity sharply increases. The viscosity of the slurry, at a given volume fraction wolid, decreased with increasing shear rate. The size and morphology of primary solid particles during stirring is influenced strongly by shear rates, cooling rates, volume fraction and stirring time of solid. Morphological changes during stirring as a function of solid volume fractions, shear rate and processing time were also reported. In this study, the size of primary solid particles in these alloys consistently increases and the it`s aspect ratio decrease with the increase in fraction solid and decrease in shear rate. Crystal morphology changes from rosette type to spheroid type with the increase in shear rate and solid fraction.
석탄 가스화기 내에서 슬래그의 축적에 의한 막힘 현상 등으로 발생 가능한 조업중단을 예방하기 위해 탄의 종류에 따른 슬래그의 유동을 정확히 예측하는 것은 중요하다. 슬래그의 유동은 원료인 석탄의 회 성분 조성 그리고 가스화기 온도의 영향을 크게 받는다. 회가 용융된 형태인 슬래그의 융점 특성을 파악하여 슬래그 거동을 예측하기 위해서는 회를 조성하고 있는 주성분의 비율 뿐 아니라 소량의 성분들도 고려하여야 한다. 또한, 가스화기 조업 조건 중 수증기 분압이 슬래그 점도에 미치는 변화를 파악하여 공정 조건 확립 및 슬래그 계통 제어 로직에 반영 할 수 있다. 따라서, 대표적 열화학 평형계산 프로그램인 Factsage를 이용하여 슬래그 성분의 액상선 온도를 예측해보았다. 슬래그는 회 성분의 조성에 따라 결정 슬래그와 유리 슬래그로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 결정 슬래그로는 Alaska Usibelli 탄을, 유리 슬래그로는 Kideco 탄의 조성을 사용하여, 가스화기 조업 조건 중 수증기의 분압에 따라 석탄 슬래그의 형성 및 점도 변화에 직접적인 영향을 미치는 결정 형성에 대한 상관관계를 예측해 보았다. 또한, 슬래그 유동에 영향을 줄 수 있는 요인으로써, 석탄의 품질을 결정하는 인자인 Base/Acid Ratio, Iron in Ash, Calcium in Ash, Silica-to-Alumina Ratio, Inron-to-Calcium Ratio를 달리 변화시켜가며 슬래그 점도 변화에 직접적인 영향을 미치는 결정 형성을 예측하였다. 이 예측결과는 향후 실험 데이터와 비교하여, 슬래그 처리 부분의 모니터링에 기초 자료로 활용될 뿐 아니라, 슬래그점도 측정 시스템의 운전 파라미터를 도출하는데 이용 가능할 것이다.
Using a Rheometries Dynamic Analyzer (RDA II), the dynamic viscoelastic properties of a semi-solid ointment base (vaseline) in large amplitude oscillatory shear flow fields were measured over a temperature range of $25{\sim}45^{\circ}C$ and the linear viscoelastic behavior in small amplitude oscillatory shear flow fields was investigated over a wide range of angular frequencies. In this article, the nonlinear viscoelastic behavior was reported from the experimentally obtained data and the effect of temperature on this behavior was discussed in detail. In addition, the angular frequency and temperature dependencies of a linear viscoelastic behavior were explained. Finally, the applicability of a time-temperature superposition principle originally developed for polymeric materials was examined using a shift factor. Main results obtained from this study can be summarized as follows : (1) At very small strain amplitude region, vaseline shows a linear viscoelastic behavior independent of the imposed deformation magnitudes. Above a critical strain amplitude $({\gamma}_{0}=0.1{\sim}0.2%)$, however, vaseline exhibits a nonlinear viscoelastic behavior ; indicating that both the storage modulus and dynamic viscosity are sharply decreased with increasing deformation magnitude. (2) In large amplitude oscillatory shear flow fields, an elastic behavior (storage modulus) has a stronger strain amplitude dependence and begins to show a nonlinear behavior at a smaller strain amplitude region than does a viscous behavior (dynamic viscosity). (3) In small amplitude oscillatory shear flow fields, the storage modulus as well as the loss modulus are continuously increased as an increase in angular frequency and an elastic nature is always superior to a viscous behavior over a wide range of angular frequencies. (4) A time-temperature superposition principle can successfully be applicable to vaseline. This finding allows us to estimate the dynamic viscoelastic behavior of vaseline over an extraordinarily extended range (11 decades) of angular frequencies inaccessible from the experimentally measured range (4 decades).
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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제9권4호
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pp.63-65
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2008
The increased interest in reducing the environmental effects caused by releasing organic compounds and aqueous waste has motivated the development of polymeric materials in supercritical fluids. Recently, supercritical fluids have been used in material synthesis and processing because of their special properties, such as high diffusivity, low viscosity, and low surface tension. Supercritical carbon dioxide is the most attractive because it is non-toxic, non-flammable, and has moderate critical temperature and critical pressure values. Supercritical carbon dioxide can also swell most polymers. In this study, we prepared polymer/clay nanocomposites using supercritical fluids. Cloisites 10A, 15A, 25A, and 30B used in this study are montmorillonites modified with a quaternary ammonium salt. The nanocomposites of polymer/clay were characterized by X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, and differential scanning calorimetry.
Gravitational instability (GI) can produce massive gas giants on wide orbits by fragmentation of protoplanetary disks (PPDs). While most previous works focus on PPDs around solar mass stars, gas giants have been observed in systems with a wide range of stellar masses including M dwarfs. We use the GIZMO code to perform global three-dimensional simulations of self-gravitating disks around low-mass stars. Our models consider heating by turbulent viscosity and stellar irradiation and the β cooling occurring over the dynamical time. We run various models with differing disk-to-star mass ratio q and disk temperature. We find that strongly gravitating disks either produce spirals or undergo fragmentation. The minimum q value for fragmentation is 0.2-0.7, with a smaller value corresponding to a more massive star and/or a smaller disk. The critical q value depends somewhat sensitively on the disk temperature, suggesting that the stellar irradiation is an important factor in determining GI. We discuss our results in comparison with previous work as well as recent ALMA observations.
분류층 가스화기에서 슬래그의 점도 변화는 가스화기 운전 온도을 결정하는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 국내 가스화 대상탄 중 결정슬래그의 거동을 보여주는 5개 탄 슬래그의 $T_{cv}$를 문헌의 경험식과 Factsage를 이용한 평형계산으로 예측하고, 각 방법의 실용성을 조사하였다. 경험식으로는 두개의 모델이 사용되었는데 각각 회분용융시험의 $T_h$와 슬래그의 5개 주성분 농도를 이용하였다. $T_h$를 이용한 모델은 $20{\sim}100^{\circ}C$ 높은 $T_{cv}$를, 5개 주성분을 이용한 모델은 $80{\sim}120^{\circ}C$ 낮은 $T_{cv}$를 예측하였다. 평형계산에서는 액상선 온도로 $T_{cv}$를 구하였다. 평형계산에 주 4 성분만을 사용하였을 경우 측정된 $T_{cv}$보다 높은 온도가 예측되었다. 액상선 온도는 부 성분의 농도에 매우 민감하여 MgO와 $Na_2O$의 추가는 액상선 온도를 낮추어 주었다. 평형계산에서 석탄의 주성분뿐만 아니라 부성분을 모두 포함시켰을 때 측정된 $T_{cv}$에 가장 근접한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 $Cr_2O_3$ 계열의 내화재가 사용되었을 경우, $T_{cv}$의 좀 더 정확한 예측을 위하여 용해 내화재의 농도도 평형계산에 포함시켜야함이 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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