• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.349-356
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• 2016

Volumetric capacity metrics at cryogenic condition are critical for technological and commercial development. It must be calculated and reported in a uniform and consistent manner to allow comparisons among different materials. In this paper, we propose a simple and universal protocol for the determination of volumetric capacity of sorbent materials at cryogenic condition. Usually, the sample container volume containing porous sample at RT can be directly determined by a helium expansion test. At cryogenic temperatures, however, this direct helium expansion test results in inaccurate values of the sample container volume for microporous materials due to a significant helium adsorption, resulting significant errors in hydrogen uptake. For reducing this container volume error, therefore, we introduced and applied the indirect method such as 'volume correction using a non-porous material', showing a reliable cold volume correction.

• 소성∙가공
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• 제13권5호
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• pp.455-460
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• 2004

The deformation and annealing behaviors of a 1050 Al alloy deformed at cryogenic temperature were investigated, focusing on the evolution of microstructures and mechanical properties. Especially, the effects of annealing temperature, $150~300^{\circ}C$, on microstructures and mechanical properties of the sheets received reduction of 88% at cryogenic temperature were investigated. The significant change in mechanical properties with the annealing temperatures of $200~300^{\circ}C$ would be attributed to the variations in the volume fraction of recrystallized grains and coarse equiaxed grains.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권11호
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• pp.1008-1015
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• 2015

위성체의 지상 검증 시험에는 열진공 챔버가 사용되며, 열제어 시스템은 열진공 챔버의 핵심이라고 할 수 있다. 특히, 기체 질소를 이용한 폐회로 열제어 시스템의 성능은 극저온 블로워의 성능에 의해 결정된다. 본 연구의 최종 목표는 설계 요구조건 $-150^{\circ}C{\sim}150^{\circ}C$의 온도 조건, 유량 150 CFM, 0.5 bara 이상의 차압을 갖는 극저온 블로워를 개발하는 것으로, 1차원 해석툴 및 CFD를 이용한 성능해석을 통해 임펠러를 설계 하였으며, 구동부와 유체부의 열전달 방지를 위한 열장벽, 모터의 과열 방지를 위한 냉각 시스템 등이 설계되었다. 표준대기상태에서 실험을 통해 성능을 검증하였으며, 최종적으로 열진공 챔버내에 설치하여 운영 조건에서 극저온 블로워의 성능을 확인하였다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.11-15
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• 2018

Torque tubes in High Temperature Superconducting (HTS) motor transfer torque from superconducting field winding rotor to the room temperature shaft. It should have minimum heat conduction property for minimizing the load on cryo-refrigerator. Generally, these torque tubes are made with stainless steel material because of high strength, very low outgassing and low thermal contraction properties at cryogenic temperatures and vacuum conditions. With recent developments in composite materials, these torque tubes could be made of composites such as Kevlar and S-Glass, which have the required properties like high strength and low thermal conductivity at cryogenic temperatures, but with a reduced weight. Development and testing of torque tubes made of these composites for HTS motor are taken up at Bharat Heavy Electricals Limited (BHEL), Hyderabad in collaboration with Central Institute of Plastics and Engineering Technology (CIPET), Chennai and Indian Institute of Technology (IIT), Kharagpur. As these materials are subjected to vacuum, it is important to measure their outgassing rates under vacuum conditions before manufacturing prototype torque tubes. The present study focusses on the outgassing characteristics of Kevlar and S-Glass, using an Outgassing Measurement System (OMS), developed at IIT Kharagpur. The OMS facility works under vacuum environment, in which the test samples are exposed to vacuum conditions over a sufficient period of time. The outgassing measurements for the composite samples were obtained using pressure-rise technique. These studies are useful to quantify the outgassing rate of composite materials under vacuum conditions and to suggest them for manufacturing composite torque tubes used in HTS motors.

• Composites Research
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• 제24권4호
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• pp.11-16
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• 2011

극저온 응용에서 사용하는 고분자복합재료의 계면물성 유지가 아주 중요하다. 본 연구에서는 상온과 극저온에서 사용하는 단일 탄소섬유강화 에폭시 복합재료를 마이크로드롭넷 시험과 전기-미세역학시험법을 이용한 계면전단강도와 겉보기 강성도를 평가하였다. 탄소섬유와 저온용 에폭시의 극저온에 따른 기계적 물성변화를 확인하였다. 극저온에서 탄소섬유 인장실험 결과, 상온과 비교하여 강성도는 유지하면서 강도와 연신율이 감소하였다. 이에 비해, 에폭시 기지는 상온보다 극저온에서 강도가 증가되었으나, 연신율이 감소하는 결과를 보여주었다. 이는 탄소섬유에 비해 에폭시 수지내 존재하는 빈 공간이 극저온에서 열적 수축이 최대로 일어나기 때문이다. 계면전단강도는 $-10^{\circ}C$에서 최대를 보인 후에 극저온까지 점차 감소를 보여 주었다. 그러나, 탄소섬유와 YDF-175 에폭시가 극저온에서도 여전히 상온보다 양호한 계면전단강도를 보여주었다. 이 결과는 아주 유용하며 선정된 저온용 에폭시의 인성과 계면접착력이 극저온에서도 유지되기 때문이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.667-672
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• 2002

Concrete cooled to very low temperature cyclically is deteriorated by ice formation in micro-pores. Although the factors to the deterioration are various, storage at very low temperature is mentioned as one of the factors. In practice, storage of cryogenic structure is kept at very low temperatures, and as such, it is important to take into consideration the influence of storage at such low temperature on the deterioration of concrete. Thus, in this study, the influence of storage on the deterioration of concrete at minimum temperatures taking into consideration the different W/C and air content.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권2_2호
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• pp.333-340
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• 2023

Environmental regulations are being strengthened worldwide to solve global warming. For this reason, interest in eco-friendly gas fuels such as LNG and hydrogen is continuously increasing. However, when adopting eco-friendly gas fuel, liquefying at a cryogenic temperature is essential to ensure economic feasibility in storage and transportation. Although austenitic stainless steel is typically applied to store cryogenic liquefied gas, structural steel can experience sudden heat shrinkage in the case of leakage in the loading and unloading process of LNG. In severe cases, the phase of the steel may change, so care is required. This study conducted Charpy impact tests on steel material in nine different temperature ranges, from room to cryogenic temperatures, to analyze the effects of cryogenic liquefied gas leaks. As a result of the study, it was not easy to find variations in ductile to brittle transition temperature (DBTT) due to the leakage of cryogenic liquefied gas. Still, the overall impact toughness tended to decrease, and these results were verified through fracture surface analysis. In summary, brittle fracture of the steel plate may occur when a secondary load is applied to steel for hull structural use exposed to a cryogenic environment of -40 ℃ or lower. Therefore, it needs to be considered in the ship design and operating conditions.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.129-134
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• 2013

극저온 환경에 노출되는 구조체의 접착조인트의 경우 피접착물과 접착물 사이에서 열팽창계수 차이로 인해 계면에서 잔류응력이 발생하게 되는데 이에 의해 접착조인트 내부에 미소균열, 층간분리 등의 형태로 파손이 발생할 우려가 있다. 본 연구에서는 높은 비강성, 낮은 열팽창계수의 특성을 지닌 메타 아라미드 섬유를 에폭시 기지재의 보강재로 사용하였다. 표면처리 공정을 간소화하기 위해 전기방사법의 고분자 혼합법(polymer blend method)으로 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 제조하였다. 극저온 환경에서 계면특성이 향상된 코어-쉘 구조의 나노섬유를 보강한 에폭시 접착제의 전단물성을 확인하기 위해 환경챔버를 이용하여 $-150^{\circ}C$의 저온에서 단일 겹치기 실험(single lap joint test)을 진행하였다. 또한, DCB(double cantilever beam) 실험을 통해 파괴인성을 측정하였다. 그 결과, 극저온에서 일반 메타 아라미드 나노섬유에 비해 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 보강한 접착제 시편이 우수한 계면특성으로 인해 물성이 크게 향상되었음을 확인하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권10호
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• pp.774-779
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• 2011

S-N fatigue behavior of cast 304 stainless steel was studied at 25, -50 and $-196^{\circ}C$ and at a stress ratio of -1 in uniaxial and bending loading condition. It was found that the resistance to S-N fatigue was greatly improved with decreasing testing temperature. The normalized S-N fatigue curves by tensile strength at three different testing temperatures matched each other, suggesting that tensile strength determines the S-N fatigue resistance of cast 304 stainless steel at low temperatures. The effects of different loading on the resistance to S-N fatigue of cast 304 stainless steel were quantified. The S-N fatigue curves at 25, -50 and $-196^{\circ}C$ were described by using Basquin's law the relationship between the S-N fatigue curve and the testing temperature was obtained by using a simple regression method.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.1099-1107
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• 1992

본 연구에서는 극저온에서의 스트레인 게이지의 특성을 결정하기 위하여 이태 리의 표준기관인 IMGC (Istituto Di Metrologia "G.Colonnett")를 중심으로 세계의 측 정표준 기관과 대학이 참여하는 라운드 로빈(round robin) 시험이 진행되고 있다. 국내에서도 이 계획에 참여하여 본 연구를 수행하였다. 라운드 로빈 시험계획의 궁 극적인 목적은 세계의 주요 스트레인 게이지에 대해 여러가지 험조건에 의한 시험결과 를 가지고 극저온 환경에서의 변형측정에 이용될 수 있는 최적의 스트레인 게이지, 시 험재료, 전선연결, 시험장치 등의 시험조건을 선택하는 것이다. 이 목적을 위하여 본 연구에서는 가장 널리 쓰이는 3종류의 스트레인 게이지-미국Micro-Measurement, 일본 Kyowa, 독일 Hottinger Baldwin Mestechnik-에 대한 겉보기 변형률 대 온도의 곡선을 시험을 통하여 4.2K로 부터 293K까지의 온도 범위에서 구한다. 사용된 시편 은 스테인레스 강(AISI 316LN), 구리(Cu), 알루미늄(Al)이고 온도는 액체헬륨과 액체 질소를 이용하여 변화시켰으며, 그외의 모든 시험조건은 국제 법정계량기구(OIML) 규 정에 따라 모든 기관이 통일되도록 하였다.통일되도록 하였다.