텨셔리부틸퍼옥시말레이트(Tertbutylperoxymaleate : TBPM)는 인조대리석 제조에 사용되는 개시제 조성물의 원료로 유기과산화물의 일종이다. 본 연구에서는 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 공기 및 질소 분위기에서 TBPM의 열분해특성을 평가하였다. TBPM은 반응 분위기와 관계없이 130 ℃ 이하에서 급격한 분해에 의한 발열을 나타냈다. 그리고 동적방법을 이용한 속도론적 평가에서 방법에 따라서 203~217 kJ/mol의 활성화에너지를 보였으며, Model-free 방법에 의한 분석에서는 118~232 kJ/mol의 활성화에너지를 갖는 것으로 평가되었다. 그리고 도출된 활성화에너지를 이용하여 24시간 이내에 최대발열속도에 도달하는 온도인 ADT24는 (80~95) ℃로 평가되었다.
The weight decrease curves of 18 kinds of polymers have been measured by thermobalance at the same condition where temperature is increased $1^{\circ}C$ per minutes under nitrogen or air atmosphere. The curves are further differentiated to obtain rate curve of weight decrease. Those curve offer a method to compare relative thermal stability, effects of oxygen or modes of thermal degradation of polymers qualitatively. The curves could be classified into following four types: Polystyrene, polymethylmethacrylate and acetal polymer belong to the first type. Those polymers depolymerize mainly into corresponding monomers, weight decrease curves are steepy up to perfect vaporization of polymers and rate curves show a relatively sharp peak. (Type I) Polyvinyl chloride represents the second type. This polymer decomposes with splitting off of hydrogen chloride. The thermogravimetric curve rises rapidly at first, then level off at the moderate weight decrease and gradually rises. Polyvinyl acetate also belongs to this class. (Type II) The modification of the second type is represented by polyester. The curve at the early stage is less steep, the leveling off at the next stage is less clear and the final rising of the curve is steeper than the normal second type. Polyamide, polyurethane, and polycarbonate belong to this type. (Type II') The thermal decomposition of the third type polymers is more complex than that of others. Various irregular chain scissions including side chain splitting and depolymerization to monomers occur simultaneously. The weight of the polymer decreases gradually and the rate curve does not show sharp peaks. Polyvinyl alcohol and diene polymers belong to this type. (Type III) Generally, polycondensation polymers are more stable toward heat than addition polymers and polymers having aromatic nucleus show good thermal stability. Polymers having tertiary carbon atoms such as polystyrene or polypropylene and acetal resin start decomposition under airatmosphere at the temprature below $50^{\circ}C$ or more of the temperature where the polymers start decomposition under nitrogen atmosphere.
고체추진기관의 연소 환경에서 노즐 조립체의 온도, 삭마두께를 고려한 2차원 축대칭 열구조 해석을 하였다. 복합재료의 내부 열반응은 Arrhenius 모델을 이용하였으며, 표면 삭마반응은 Zvyagin 이론을 사용하였다. 표면 삭마에 의한 경계조건 및 격자 이동은 상용해석 코드에서 활용되는 Rezoning-remeshing 기법을 사용하였다. 형상이 복잡한 부품으로 이루어진 2차원 축대칭 노즐 조립체에 적용된 방법은 향후 3차원 FEM 열구조 해석에 활용을 목표로 발전될 것이다.
To apply Sievert's type apparatus to thermal analysis of hydrogen absorption materials, the dehydrogenation of $LaNi_5$ system was investigated. As the initial wt% of hydrogen was increased from 0.44 to 1.24 wt%, the peak temperature of evolution rate shifted to higher temperature. However, with the initial wt% of hydrogen higher than 0.95 wt%, the peak temperature of evolution rate did not change. As the heating rate was increased, the peak temperature increased; the peak temperatures for heating rates 0.5, 1.0 and 1.5 K/min were 262.2, 264.1, and 265.9 K respectively. The Sievert's type automatic apparatus can be successively applied to the thermal analysis of $LaNi_5$ hydride.
최근에 반도체 산업의 지속적인 발전에 따라 반도체 생산공정에서 발생하는 다양한 오염가스를 처리하는 기술에 대한 관심도 늘어나고 있다. 이처럼 반도체 공정 후 배출되는 폐가스를 제거하는 장치 중의 하나로서 다양한 종류의 스크러버 시스템이 사용되고 있다. 이러한 스크러버 시스템 내 열분해반응기 성능은 폐가스 내 오염원 제거효율과 전반적인 운전안정성에 영향을 미치기 때문에 열분해 반응기의 효율적인 설계가 매우 중요하다. 본 연구에서는 수치해석 방법을 기반으로 반응기 내 폐가스의 열유동 특성을 파악하고자 하였다. 해석기법을 검증하기 위해 온도분포에 대한 해석결과를 실험결과와 비교하였다. 온도결과에 대한 해석과 실험은 약 1.27~2.25% 수준의 낮은 오차를 보였으며 이를 통해 해석결과의 타당성을 확보하였다. 검증된 해석기법을 이용하여, 기존 반응기의 성능개선을 위한 설계 가이드라인을 제시하기 위해 폐가스 형상 변화에 따른 해석을 수행하여 기존모델 및 수정모델에서 폐가스의 거동특성을 비교분석하였다. 본 연구에서 수행한 결과는 다양한 스크러버 시스템 내 열유동 특성을 분석하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
환경문제와 관련하여 오존층 파괴의 주요 원인으로 알려진 CFC를 열플라즈마를 이용하여 완전하게 분해하였다. CFC113($C_2Cl_3F_3$)을 선정하여 열플라즈마 분해에서의 적절한 공정 조건을 검토하였다. 실험에 앞서, 상압에서 300 K~5000 K범위에서 CFC113, $H_2$, $O_2$간의 열역학적 화학평형조성을 고찰함으로써 CFC113의 분해 생성의 경향을 알 수 있었다. 실험은 상압, 상온에서 CFC113과 $H_2$, $O_2$혼합가스의 주입량, 그리고 냉각관 직경의 변화에 따른 분해생성물을 조사하였고 이를 기체크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과, 각각 99.99%이상의 분해율을 보였다. CFC113/$H_2$=1/3에서 $O_2$비가 증가할수록 CO로의 전화율은 감소하였다. CFC113/$O_2$=1/1, 1/1.5, 1/2에서 $H_2$비가 3이상 증가될수록 CO로의 전화율이 증가하였다. 그 이유는 $H_2$첨가가 증가할수록 환원분위기에서 $H_2O$가 생성되고 $CO_2$생성량이 감소하기 때문이다. DC power가 증가하여도 CO로의 전화율 변화는 차이가 없었으며, 총유량이 증가할 경우 CO전화율이 약간 감소하는 경향을 보였다. 냉각관의 직경을 8 mm에서 4 mm로 작게 할 경우 빠른 냉각속도로 인하여 CO로의 전화율이 증가하였다.
본 연구에서는 Cu/hexaaluminate를 공침법으로 제조한 후, 바인더를 첨가하여 펠렛 형태로 성형하였다. 니켈 및 루테늄 조촉매의 첨가가 Cu/hexaaluminate pellet 촉매의 특성과 ADN계 액체 단일 추진제의 분해 반응에 미치는 영향을 고찰하는데 초점을 두었다. Cu/hexaaluminate pellet 촉매는 미세 기공은 거의 없으며 메조 기공이 발달한 촉매이다. Cu/hexaaluminate pellet 촉매에 루테늄을 조촉매로 첨가하면 기공의 부피와 기공의 크기는 큰 폭으로 증가하였다. ADN 기반 액체 단일 추진제의 열분해 반응에서 분해 개시 온도는 170.2 ℃이다. Cu/hexaaluminate pellet 촉매를 사용한 경우, 분해 개시 온도는 93.5 ℃로 크게 감소한 것을 확인하였다. 루테늄 1% 및 3%를 조촉매로 첨가했을 때, ADN 기반 액체 단일 추진제 분해 개시 온도가 각각 91.0 ℃와 83.3 ℃로 낮아졌다. 즉, 루테늄 조촉매가 ADN 기반 액체 단일 추진제의 분해 개시 온도를 낮추는데 효과가 있다는 것을 의미한다. 이는 루테늄 금속이 ADN 기반 액체 단일 추진제 분해 반응에 활성이 뛰어나면서, 동시에 기공 부피와 기공의 크기를 증가시키는데 기여하였기 때문이다. Cu/hexaaluminate pellet 촉매의 내열성에 루테늄이 미치는 영향을 확인하기 위하여 1200 ℃에서의 열처리와 ADN 기반 액체 단일 추진제 분해 실험을 반복적으로 수행한 결과, 루테늄의 첨가 비율이 증가함에 따라 내열성이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
CFCs (Chlorofluorocarbons) and HCFCs (Hydrochlorofluorocarbons) that are chemically stable were proven to be a greenhouse gases that can destroy ozone layer. On the other hand, HFCs (Hydrofluorocarbons) was developed as an alternative refrigerant for them, but HFCs still have a relatively higher radiative forcing, resulting in a large Global Warming Potential (GWP) of 1,300. Current regulations prohibit production and use of these chemicals. In addition, obligatory removal of existing material is in progress. Methods for the decomposition of these material can be listed as thermal cracking, catalytic decomposition and plasma process. This study reports the development of low cost and high efficiency plasma scrubber. Stability of steam plasma generation and effect of plasma parameters such as frequency of power supply and reactor geometry have been investigated in the course of the development. Method for effective removal of by-product also has been investigated. In this study, elongated rotating arc was proven to be efficient in decomposition of HFCs above 99% and to be able to generate stable steam plasma with steam contents of about 20%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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