• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.676-682
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• 2009

본 연구에서는 국내 원주에서 생산되고 있는 RDF의 열분해 특성을 조사하기 위해 열중량 분석기(TGA)를 이용하여 비등온 실험(10, 20, $30^{\circ}C/min$)을 수행하여 분석하였다. 다양한 성분의 물질을 함유한 RDF는 승온 속도에 따라 차이가 있으나, 대체로 $350{\sim}700^{\circ}C$ 사이에서 열분해 및 연소되었으며, 최대 열분해 반응속도를 나타내는 온도는 석탄의 그것에 비해 매우 빠름을 알 수 있었다. Friedman 및 Flynn-Wall-Ozawa의 방법을 이용하여 평균한 활성화에너지 값은 각각 14.44, 18.40 kcal/mol이었으며, Friedman의 방법을 통해 반응 차수는 1.219, 빈도인자 $3.02{\times}10^5(s^{-1})$의 값을 얻었다. 또한 Coats Redfern의 방법을 통해 앞서 계산한 활성화에너지 값과의 유사성을 비교하여 고체상의 연소반응 메커니즘을 판단할 경우, 개별 입자들 사이에서 하나의 핵에서 핵화되는 반응인 1차 화학 반응($F_1$)이 가장 유사한 반응 메커니즘으로 판단되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1996년도 제7회 학술강연회논문집
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• pp.137-144
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• 1996

내열 복합 재료에 사용되는 경화된 페놀 수지(DURITE SC-1008)의 열분해 상수를 알아보기 위하여 Henderson and Freidman 분석법을 이용하여 반응 속도 상수를 구하였다. 가열 속도는 5,10, $20^{\circ}C$/min으로 변화 시켰으며 각각의 중량 감소 곡선으로부터 속도 상수 값을 구하였다. 열분해 반응은 크게 두 구간으로 나누어 진행되었으며 이러한 반응을 모사하기 위하여 반응 구간에 따른 속도 상수 값을 구하였다. 또한 실험 상수 값의 정확성을 확인하기 위하여 이론 열중량 곡선식을 직접 유도하여 상수 값을 대입한 결과 그 차이는 상관 계수가 1.19로써 실제 실험 값과 이론식에서 얻어진 값이 거의 일치되었다 그러므로 열분해 반응을 모사하기 위해서는 변화된 가열 속도에 따라서 중량 감소량을 구한 후 열분해 반응 구간을 분리하여 반응 상수론 구하는 것이 필요하다.

• 폴리머
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• 제25권6호
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• pp.866-875
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• 2001

본 연구에서는 고온 산화분위기 하에서 탄소/탄소 복합재료의 열적 향상을 위해 사용된 tetraethylorthosilicate(TEOS)의 첨가량에 따른 복합재료의 kinetic parameter에 기초한 열분해 메카니즘 및 열안정성을 열중량분석기(TGA)를 사용하여 고찰하였다 TEOS를 함유한 탄소/탄소 복합재료의 kinetic parameter, 즉 열분해 활성화 에너지 ($E_d$), 반응차수(n), 지수앞 인자 (A)는 각각 136 kJ/mol, 0차, 및 2.3$\times$$10^9s^{-1}$을 나타내었으며, 특히 IPDT 및 $E_d$로부터 살펴본 복합재료의 열안정성은 탄소/탄소 복합재료에 TEOS가 첨가되면 크게 향상되었는데, 이는 산소에 대한 산화방지막, 즉 $SiO_2$의 형성으로 인한 복합재료 표면에서의 카본 활성종에 산소의 침투를 방해하여 TEOS를 함유한 복합재료가 이를 함유하지 않은 것에 비하여 표면 산화 속도가 감소되어 열안정성이 증가하였다고 사료된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.675-681
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• 2012

본 연구는 낮은 회 성분의 함량과 높은 발열량의 특성을 지닌 초청정 석탄의 촤 반응율 특성을 알아보았다. 실험은 DTF(Drop Tube Furnace)를 통해서 다양한 온도조건 하에 산소의 분율을 바꾸어가며 수행하였다. 촤 반응률을 도출하기 위하여 FT-IR을 통해 배기가스(CO, $CO_2$)를 측정하였으며, 이색온도계를 통하여서 입자 온도를 측정하였다. 또한, Arrhenius 경험식을 토대로 초청정 석탄 촤의 활성화 에너지와 빈도인자를 도출하였다. 결과는 초청정 석탄 촤의 반응특성은 온도와 산소 분율이 높아질수록 뚜렷한 증가를 보였고, 초청정 석탄 촤의 활성화 에너지는 역청탄의 수치와 비슷한 값을 보임을 알 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권7호
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• pp.2267-2273
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• 2011

A novel energetic material, 1-amino-1-(2,4-dinitrophenylhydrazinyl)-2,2-dinitroethylene (APHDNE), was synthesized by the reaction of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene (FOX-7) and 2,4-dinitrophenylhydrazine in N-methyl pyrrolidone (NMP) at 110 $^{\circ}C$. The theoretical investigation on APHDNE was curried out by B3LYP/6-311+$G^*$ method. The IR frequencies analysis and NMR chemical shifts were performed and compared with the experimental results. The thermal behavior of APHDNE was studied by DSC and TG/DTG methods, and can be divided into two crystal phase transition processes and three exothermic decomposition processes. The enthalpy, apparent activation energy and pre-exponential factor of the first exothermic decomposition reaction were obtained as -525.3 kJ $mol^{-1}$, 276.85 kJ $mol^{-1}$ and $10^{26.22}s^{-1}$, respectively. The critical temperature of thermal explosion of APHDNE is 237.7 $^{\circ}C$. The specific heat capacity of APHDNE was determined with micro-DSC method and theoretical calculation method, and the molar heat capacity is 363.67 J $mol^{-1}K^{-1}$ at 298.15 K. The adiabatic time-to-explosion of APHDNE was also calculated to be a certain value between 253.2-309.4 s. APHDNE has higher thermal stability than FOX-7.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.575-580
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• 2010

우리나라는 전국토의 70%가 산림지역으로 1990년대 중반 이후 산불발생 건수가 지속적으로 증가하고 있고, 그 규모 또한 대형화되는 추세이다. 산림 내에 퇴적된 낙엽, 초본류, 침엽수 및 활엽수 등이 산불발생 시 매개체가 되며, 이들 수종별 연소 및 열분해 특성에 대한 연구는 미미한 실정이다. 본 발표에서는 국내 산림의 대표적 활엽수인 굴참나무 잎을 대상으로 TGA를 이용해 열분해반응 및 연소 특성에 대한 연구를 수행하였다. 굴참나무 잎은 $239^{\circ}C$ 부근에서 발화가 시작되며 열분해는 $250^{\circ}C$에서부터 시작되었다. TGA 분석으로부터 얻은 실험데이터는 미분법을 적용하여 전화율 변화에 따라 활성화에너지와 전지수인자를 계산하였다. 열분해반응에서 활성화에너지는 전화율 증가에 따라 증가하였으나, 연소과정에서의 활성화에너지는 감소하는 경향을 나타냈다.

• 에너지공학
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• 제20권4호
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• pp.346-352
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• 2011

본 연구의 목적은 한국화력발전소에서 사용되는 석탄의 촤 산화반응율을 연구하는 것이다. 석탄촤 산화반응율은 입자의 점화온도에 근거한 Semenov의 열착화이론을 활용하여 도출하였다. 석탄촤의 입자를 열전대를 통해 직접 가열 및 온도 측정을 할 수 있으며, 광각기 센서를 통해 석탄촤점화시 발생되는 빛의 강도를 계측함으로써 점화시점을 결정 할 수 있는 실험장치를 제안 하였다. 아역청탄인 Wira와 역청탄인 Yakutugol의 석탄촤 점화온도는 입자 직경의 변화에 따라 측정을했으며, 입자의 직경이 커질수록 석탄촤 점화온도는 상승하였다. 입자 직경에 따른 석탄촤 점화온도의 결과를 통해 활성화에너지 및 빈도인자를 도출하였다. 본 연구를 통해 도출한 석탄촤 산화반응율 값을 기존의 연구 데이터와 비교한 결과 유사함도 확인할 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권7호
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• pp.1065-1070
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• 2005

$[Mn_{12}O_{12}(O_2CPh-4-SMe)_{16}(H_2O)_4]{\cdot}7CH_2Cl_2$ (1), a new single-molecule magnet complex has been successfully synthesized by substitution of acetate ligand of Mn12ac with 4-(methylthio)benzoic acid. Complex 1 crystallizes into triclinic P$\overline{1}$ with a = 18.321(3) $\AA$, b = 19.011(3) $\AA$, c = 27.230(4) $\AA$, $\alpha$ = 86.973(3)$^{\circ}$, $\beta$ = 76.919(3)$^{\circ}$, $\gamma$ = 87.613(3)$^{\circ}$, and Z = 2. In complex 1, one Mn(III) ion has an abnormal Jahn-Teller elongation axis oriented at an oxide ion. Complex 1 has two out-of-phase ac susceptibility peaks in the 2-4 K and 4-7 K regions. Effective anisotropy energy barrier and pre-exponential factor are $U_{eff}$ = 45.95 K, 1/$\tau$0 = 8.6 ${\times}\;10^9s^{-1}\;for\;{\chi}_M$'' peaks in the lower temperature region and $U_{eff}$ = 59.45 K, 1/$\tau_0$ = 2.2 ${\times}\;10^8\;s^{-1}$ for $\chi_M$'' peaks in the higher temperature region. The parameters of S = 10, g = 1.87, D = -0.40 $cm^{-1}$, and E = 0.00034 $cm^{-1}$ were obtained from the M/N${\mu}_B$ vs. H/T plot of complex 1.

• 한국추진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.46-55
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• 2016

Differential Scanning Calorimetry(DSC) 실험 데이터를 이용하여 고에너지 물질의 반응속도식을 추출해내는 이론적 방법을 제안하고 알루미늄 고함유 화약(RDX/HTPB/Al)에 대한 반응속도식 추출을 수행하였다. DSC 실험 결과는 Friedman 등전환법으로 분석되었다. 질량분율에 따른 활성화에너지와 빈도인자를 추출해 내어 반응속도식을 완성하였다. 추출된 반응속도식은 고에너지 물질의 화학반응과정을 몇 단계의 주요단계로 가정하는 형태가 아닌 전체 화학반응 과정을 나타내는 형태를 갖는다. 이는 기존의 ODTX 실험을 통해 추출되는 화학반응속도식 형태에 비해 이론적 측면과 정확성 측면에서 상당한 장점을 갖는다. 추출된 반응속도식의 검증을 위해 화학반응률 그리고 생성물 질량분율에 대해 DSC 실험과 동일한 조건하에서 전산모사를 수행하였으며 실험값과 잘 일치함을 확인하였다. 또한 완속가열 전산모사를 수행하였으며 실험결과와 비교하여 DSC 반응속도식의 전산모사에의 적용가능성을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.41-46
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• 2013

본 연구는 가구류를 구성하는 주요 재료의 열적조건에 따른 반응특성과 화염전파해석에 필요한 열해리 물성을 제공하기 위해 열중량분석을 수행하였다. 실험대상 시편은 가구류에 널리 적용되는 MDF 판재와 코팅재, 합성피혁과 쿠션재 등이며 가열율 $10^{\circ}C/min$, 최대 온도 $600^{\circ}C$까지 실험을 수행하였다. 실험결과 MDF 소재의 경우 $324^{\circ}C$에서 피크 반응을 나타냈었으며 MDF 코팅재의 경우 초기 피크반응온도가 $270{\sim}280^{\circ}C$로 감소하였다. 합성피혁과 폼 소재의 경우 재료를 구성하는 폴리머의 종류에 따라 기준온도와 기준 반응율이 차이를 보였으나 기준온도는 $270^{\circ}C$와 $420^{\circ}C$ 정도로 비교적 유사한 경향을 나타냈다. Lyon 등이 제시한 방법에 의해 반응상수와 활성화 에너지를 산정하기 위해 시편의 기준 온도와 기준 반응율을 제시하였으며 이러한 기초 물성연구를 통해 화염전파특성을 이해함과 동시에 화재해석의 신뢰성을 향상시키는데 기여하고자 한다.