• 한국광학회지
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• 제33권5호
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• pp.218-229
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• 2022

실리콘 카바이드(SiC) 소재를 이용해서 위성용 대구경 망원경의 경량 반사경을 제작하는 과정에서 발생할 수 있는 결함과 SiC 소재의 기계 및 열적 특성을 조사했다. SiC 반사경 제작에는 advanced ceramic material (ACM) 공법이라고 불리는 탄소성형체를 이용한 액상 실리콘 침투 소결법 및 화학기상 증착법이 사용되었으며, 크기와 형상이 다른 네 가지 SiC 반사경을 개발했다. 반사경의 크기 및 형상에 따라 구분하여 광학 소재의 결함을 검사하는 기준과 방법을 체계적으로 제시했고, 경면 표면검사 및 소재 내부 결함 탐지를 위한 비파괴 검사법과 결과에 대해 분석했다. 또한, 반사경을 설계하고, 최종 완성품의 기계적 열적 안정성을 계산하고 예측하기 위해 필요한 밀도, 탄성계수, 비열, 열전달 계수 등을 포함한 14종의 물성 계수 측정값을 공인시험을 통해 추출했으며, 특히 측정 신뢰도 향상을 위해 주요 물성인 탄성계수, 열팽창 계수, 굽힘 강도 측정 방법과 결과에 대해 자세히 연구했다.

• 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.

• Journal of Ceramic Processing Research
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• 제20권1호
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• pp.48-53
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• 2019

Carbon fiber reinforced SiC composites (C/SiC) have high-temperature stability and excellent thermal shock resistance, and are currently being applied in extreme environments, for example, as aerospace propulsion parts or in high-performance brake systems. However, their low thermal conductivity, compared to metallic materials, are an obstacle to energy efficiency improvements via utilization of regenerative cooling systems. In order to solve this problem, the present study investigated the bonding strength between carbon fiber and matrix material within ceramic matrix composite (CMC) materials, demonstrating the relation between the microstructure and bonding, and showing that the mechanical properties and thermal conductivity may be improved by treatment of the carbon fibers. When fiber surface was treated with a nitric acid solution, the observed segment crack areas within the subsequently generated CMC increased from 6 to 10%; moreover, it was possible to enhance the thermal conductivity from 10.5 to 14 W/m·K, via the same approach. However, fiber surface treatment tends to cause mechanical damage of the final composite material by fiber etching.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권11호
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• pp.927-933
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• 2016

고체 추진 기관에서 로켓 노즐은 고온 연소가스에 노출된다. 따라서 고온에서 기능을 발휘할 수 있는 적절한 재료의 선택이 중요하다. 탄소 섬유 강화 실리콘 카바이드 복합재(C/SiC)가 로켓 노즉목에 적용을 위해 연구되어 왔다. 그러나 전형적인 구조 재료들과 비교할 때 C/SiC 복합재는 준취성 거동을 가지고 고온에서 산화의 영향으로 인해 강도와 인성 관점에서 상대적으로 취약한 점이 있다. 그러므로 실제 적용을 위해 C/SiC 복합재의 열, 기계적인 특성을 평가하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 액화 실리콘 용침(LSI) 공정을 통해 만들어진 C/SiC 복합재의 고온에서의 파괴 거동을 조사하는 실험적인 방법을 설명한다. 특히 온도와 하중, 산화 조건 그리고 탄소 섬유의 방향을 주요 변수로 설정하여 파괴 특성을 조사하였다. 파단면 분석은 SEM 촬영을 통하여 수행하였다.