• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.68-77
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• 2019

고체 및 액체 로켓 추진 기관 내열부품으로 사용하기 위하여 C/SiC 복합 재료를 LSI(Liquid Silicon Infiltration) 공법으로 개발하였다. 조성비에 따른 내열 특성은 아크 플라즈마, 초음속 토치 시험으로 평가하였으며 $H_2O$ 및 $CO_2$ 산화에 의한 유효 삭마식을 제시하였다. 연소시험을 통하여 고체 및 액체 추진기관용 노즐목 삽입재, 확대부 내열재 및 연소실 내열부품 등 다양한 형상으로 제작이 가능함을 확인하였으며 높은 내삭마 성능과 열구조 성능이 입증되었다.

• Carbon letters
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• 제12권2호
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• pp.116-119
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• 2011

C/SiC composites were prepared by boron nitride (BN)-assisted liquid silicon infiltration (LSI), and their anti-oxidation and mechanical properties were investigated. The microstructures, bulk densities, and porosities of the C/SiC composites demonstrated that the infiltration of liquid silicon into the composites improved them, because the layered-structure BN worked as a lubricant. Increasing the amount of BN improved the anti-oxidation of the prepared C/SiC composites. This synergistic effect was induced by the assistance of BN in the LSI. More thermally stable SiC was formed in the composite, and fewer pores were formed in the composite, which reduced inward oxygen diffusion. The mechanical strength of the composite increased up to the addition of 3% BN and decreased thereafter due to increased brittleness from the presence of more SiC in the composite. Based on the anti-oxidation and mechanical properties of the prepared composites, we concluded that improved anti-oxidation of C/SiC composites can be achieved through BN-assisted LSI, although there may be some degradation of the mechanical properties. The desired anti-oxidation and mechanical properties of the composite can be achieved by optimizing the BN-assisted LSI conditions.

• 한국추진공학회지
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• 제26권6호
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• pp.21-27
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• 2022

C_f/SiC 복합재는 저밀도, 높은 기계적 강도, 우수한 열 안정성을 가지고 있어 로켓 추진기관, 항공 및 군사 분야 등의 고온 응용 산업에 유망한 재료이다. 그러나 용융 실리콘 함침(Liquid Silicon Infiltration, LSI) 공정을 통해 제작된 복합재는 잔존하는 Si에 의하여 물리적, 열적 특성이 저하된다. 본 논문에서는 LSI 공정을 통해 제작된 C_f/SiC 복합재의 내부 Si을 제거하기 위한 방안으로 탈규소화(de-siliconization) 공정을 도입하였다. 최대 5분 동안 옥시아세틸렌 토치 테스트를 진행하고 시편의 산화된 표면과 단면은 3D scanning, X-ray diffraction(XRD), 광학현미경(OM), 전자주사현미경(SEM)으로 분석하였다.

• 한국안전학회지
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• 제33권1호
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• pp.1-6
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• 2018

The effects of the fiber direction, specimen size and temperature on the compressive strength of carbon fiber reinforced silicon carbide composite (C/SiC composite) manufactured by liquid silicon infiltration(LSI) is investigated. Tests were conducted in accordance with ASTM C 695 at room temperature and elevated temperatures. Experiments are conducted with two different specimens considering grain direction. With grain (W/G) specimens have a carbon fibers parallel to the load direction, but across grain (A/G) specimens have a perpendicular carbon fibers. To verify the specimen size effect of C/SiC composite, two types of specimens are manufactured. One has a one to two ratio of diameter to height and the other has a one to one ratio. The compressive strength of C/SiC composite increased as temperature rise. As specimens are larger, compressive strength of A/G specimens increased, however compressive strength of W/G decreased.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.77-83
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• 2017

섬유강화 세라믹 복합재료 제조 방법 중 실리콘 용융 침투 공정법(Liquid Silicon Infiltration-LSI)은 낮은 제조단가 및 짧은 공정 시간 등의 장점을 가진다. 본 연구에서는 고온 내산 특성이 우수한 SiC 섬유를 LSI 공정에 적용하기 위해 결정화도와 산소함량이 다른 세 가지 SiC 섬유(Tyranno SA, LoxM, Tyranno S)를 이용하여 $SiC_f/SiC$ 복합재료를 제작하고 그 적용 가능성을 확인하였다. LSI 공정을 통해 제조된 $SiC_f/SiC$ 복합재료는 모두 2% 미만의 기공률로 치밀화 되었지만, 섬유의 결정화도와 산소함량에 따라 3점 굽힘강도는 큰 차이를 나타냈다. 이는 $1450^{\circ}C$ 이상의 높은 LSI 공정 온도에 SiC 섬유가 노출 될 경우 비정질 SiOC상이 결정화되며 수축하는 현상과 섬유 내 잔존 산소-모재 내 탄소의 반응으로 인한 미세구조 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 이는 SEM, XRD 및 TEM 분석을 통해 섬유 종류별 공정온도에서의 특성 변화로 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.185-188
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• 2007

액체 및 고체추진기관의 내열부품으로 사용하기 위하여 Liquid Silicon Infiltration(액체 실리콘 함침) 공정이 적용된 C/SiC 복합재료를 개발하였다. 탄소섬유 및 탄소직물을 사용하여 필리멘트 와인딩, 테이프 롤링 및 인벌루트 적층 공법이 사용된 다양한 탄소 프리폼이 제작되었다. 내열 부품으로써의 열구조 성능을 극대화시키기 위하여 SiC 함유량, 열처리 조건, 수지 및 기상 함침 조건을 변화시키면서 시편을 제작하고 평가하였다. C/SiC 복합재료를 액체 및 고체추진기관의 내열부품으로 사용하기 위하여 연소시험을 수행하였으며 내열 성능 해석을 위한 수학적 삭마 모델이 개발되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.433-438
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• 2009

고체 및 액체 추진기괸에 적용하기 위하여 액체 실리콘 함침법(LSI)을 이용한 C/SiC 복합재료를 개발하였다. 연소시험을 통하여 C/SiC 복합재료의 우수한 성능을 확인하였으며 산화에 의한 삭마 모델을 제시 하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권4호
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• pp.288-292
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• 2011

In this study, we investigated the mechanical behavior of carbon fiber reinforced silicon carbide composites by indentation stress. Relatively porous and dense fiber reinforced ceramic composites were fabricated by liquid silicon infiltration (LSI) process. Densification of fiber composite was controlled by hardening temperature of preform and consecutive LSI process. Load-displacement curves were obtained during indentation of WC sphere on the carbon fiber reinforced silicon carbide composites. The indentation damages at various loads were observed, and the elastic modulus were predicted from unloading curve of load-displacement curve.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권9호
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• pp.561-566
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• 2008

Carbon fiber fabric-silicon carbide composites were fabricated by liquid silicon infiltration (LSI) process. The porous two-dimensional carbon fiber fabric performs were prepared by 13 plies of 2D-plain-weave fabric in a three laminating method, [0/90], [${\pm}45$], [$0/90/{\pm}45$] lay-up, respectively. Before laminating, a thin pyrolytic carbon (PyC) layer deposited on the surface of 2D-plain weave fabric sheets as interfacial layer with $C_3H_8$ and $N_2$ gas at $900^{\circ}C$. A densification of the preforms for $C_f-Si-SiC$ matrix composite was achieved according to the LSI process at $1650^{\circ}C$ for 30 min. in vacuum atmosphere. The bending strength of the each composite were measured and the microstructural consideration was performed by a FE-SEM.

• Tribology and Lubricants
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• 제24권4호
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• pp.163-169
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• 2008

Tribological properties of ceramic brake discs were investigated using a commercial friction material. The discs were manufactured by liquid silicon infiltration (LSI) into a C-C preform. The disc surface was modified by two different methods, producing sliding surfaces with chopped carbon fibers and carbon felt. In addition, the composition of the surface was also changed. Friction characteristics of the discs were examined using a 1/5 scale dynamometer. Results showed that the type and composition of the disc surface significantly affected the level of braking effectiveness and high temperature brake performance. The discs with felt surfaces showed higher friction levels than those with chopped fiber surfaces and SiC tended to increase the friction level while C lowered the friction coefficient. The ceramic disc was more sensitive to the deceleration rate than gray iron, showing high speed sensitivity.