• Tribology and Lubricants
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• 제10권4호
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• pp.13-26
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• 1994

Effects of resin contents, number of carbonization, graphitization, sliding speed, and oxidation on friction and wear behavior of carbon/carbon composite materials were investigated. Friction and wear tests were carried out under various sliding conditions. An experimental setup was designed and built in the laboratory. Stainless steel disks were used as the counterface material. Friction coefficient, emperature, and wear factor were measured with a data acquisition system. Wear surfaces were observed by the scanning electron microscope. It has been shown that the average friction coefficient was increased with the sliding speed in the range of 1.43~6.10 m/s, but it as decreased in the range of 6.10~17.35 m/s. Specimens prepared by different numbers of carbonization. showed variations in friction coefficient and friction coefficient of the graphitized specimen was the highest. Friction coefficients depended on contribution of the plowing and adhesive components. As the number of carbonization was increased, wear factor was reduced. Wear factor of the graphitized specimens dropped further. In the case of graphitized specimens, sliding speed had a large influence on wear behavior. When the tribological experiments were conducted in nitrogen atmosphere, the wear factor was decreased to two thirds of the wear factor obtained in air. It is obvious that the difference was affected by oxidation. Results of friction and wear tests were applied to a neural network system based on the backpropagation algorithm. A neural network may be a valuable tool for prediction of tribological behavior of the carbon/carbon composite material if ample data are present.

• 한국세라믹학회지
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• 제52권2호
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• pp.154-158
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• 2015

This paper investigates the reaction rates of $CO_2$ that stores carbonation through comparing the carbonation behavior between $Ca(OH)_2$ and fly ash with circulating fluidized bed combustion (CFBC) containing a large amount of free CaO. Because fly ash with CFBC contains abundant free CaO, it cannot be used as a raw material for concrete admixtures; hence, its usage is limited. Thus, it has been buried until now. In order to consider its reuse, we conduct carbonation reactions and investigate its rates. X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric/differential thermal analysis (TG/DTA), and X-ray fluorescence (XRF) are conducted for the physical and chemical analyses of the raw materials. Furthermore, we use a PH meter and thermometer to verify the carbonization rates. We set the content of the fly ash of CFBC, $Ca(OH)_2$, $CO_2$ flow rate, and water to 100 ~ 400 g, 30 ~ 120 g, 700 cc/min, and 300 ~ 1200 g, respectively, based on the content of the free CaO determined through the TG/DTA analyses. As a result, the carbonization rate of the fly ash with CFBC is the same as that of $Ca(OH)_2$, and it tends to increase linearly. Based on these results, we investigate the carbonization behavior as a function of the free CaO content contained in the raw material.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제49권3호
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• pp.213-225
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• 2021

본 논문에서는 열수 탄화(hydrothermal carbonization)에 의해 제조된 리그닌 하이드로차의 탄화 특성을 조사하였고, 근적외선 분광법과 부분 최소 제곱(partial least squares) 회귀를 이용하여 탄화 거동을 예측하기 위한 모델을 수립하였다. 온도 200℃에서 열수 탄화된 리그닌의 탄소 함량은 무처리 시료 보다 약 3 wt% 높았으며 가열 시간이 증가할수록 탄소 함량도 서서히 증가하는 경향이 나타났다. 열수 탄화는 리그닌을 더욱 탄소 집약적으로 변화시키고 마이크로 파티클을 제거하여 더욱 균질한 특성을 부여하였다. 근적외선 분광법과 부분 최소 제곱 회귀를 이용한 판별 및 예측 모델은 수열 탄화의 적용 여부를 완벽히 구분했으며 높은 정확도로 열수 탄화 리그닌의 탄소 함량을 예측하였다. 본 연구로부터 근적외선 분광법과 결합된 부분 최소 제곱 회귀 모델을 이용하여 열수 탄화에 의해 제조된 리그닌 하이드로차의 탄화 특성을 빠르고 비파괴적으로 예측할 수 있다는 것이 확인되었다.

• Carbon letters
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• 제2권3_4호
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• pp.182-191
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• 2001

Quinoline insoluble formed by the heat treatment was hot-pressed near its softening point. The green body was stabilized in the temperature range of $300{\sim}400^{\circ}C$ and subsequently carbonized below $1300^{\circ}C$ in an argon atmosphere. The behaviors of QI formation was examined with varying the heat treatment temperature and the lapse of time of the sample carbonized at various temperatures. And the mechanical property, corrosion resistance, and friction behavior were also measured optimum content of mesophase pitch ensured a dense structure and high $LC_{(002)}$ value, which resulted in high mechanical properties, good corrosion resistance, and low-stable friction behavior.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2003년도 추계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.166.1-166
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• 2003

• Fibers and Polymers
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• 제5권1호
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• pp.31-38
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• 2004

In the present paper, a variety of fiber reinforcements, for instance, stabilized OXI-PAN fibers, quasi-carbon fibers, commercial carbon fibers, and their woven fabric forms, have been utilized to fabricate pseudo-unidirectional (pseudo-UD) and 2-directional (2D) phenolic matrix composites using a compression molding method. Prior to fabricating quasi-carbon fiber/phenolic (QC/P) composites, stabilized OXI-PAN fibers and fabrics were heat-treated under low temperature carbonization processes to prepare quasi-carbon fibers and fabrics. The thermal conductivity and thermal expansion/contraction behavior of QC/P composites have been investigated and compared with those of carbon fiber/phenolic (C/P) and stabilized fiber/phenolic composites. Also, the chemical compositions of the fibers used have been characterized. The results suggest that use of proper quasi-carbonization process may control effectively not only the chemical compositions of resulting quasi-carbon fibers but also the thermal conductivity and thermal expansion behavior of quasi-carbon fibers/phenolic composites in the intermediate range between stabilized PAN fiber- and carbon fiber-reinforced phenolic composites.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.323-331
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• 2018

실험실 규모 기포 유동층 반응기를 이용한 하수 슬러지와 석탄 및 우드 펠렛의 혼소 실험 및 회분 분석을 통한 슬래깅 성향을 살펴보았다. 연료는 일반 건조 및 수열탄화를 통해 제작된 하수 슬러지와 아역청탄, 우드 펠렛이 적용되었다. 연소 실험은 당량비 및 산화제 유량, 초기 온도를 고정하고 2종의 하수 슬러지 연료와 석탄 또는 우드 펠렛을 발열량 기준 50 : 50 비율로 혼합한 총 4개의 조건에 대해 반응기 온도 및 배가스 조성을 측정하였다. 배가스 중 $NO_x$는 모든 조건에서 대부분 NO의 형태로 400 ~ 600 ppm 범위에서 측정되었다. $SO_2$는 원료 내 황 함량을 고려하면 하수 슬러지의 투입량이 큰 영향을 미쳤을 것으로 예상되는 가운데 수열탄화 연료가 일반 건조 연료에 비해 다소 낮은 경향을 보였다. 비산 회분 조성 분석 결과 하수 슬러지 연료가 슬래깅/파울링 가능성을 높일 것으로 생각되며, 수열탄화 연료가 일반 건조 연료에 비해 상대적으로 양호한 결과를 보일 것으로 예상되었다.

• 공업화학
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• 제34권2호
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• pp.106-110
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• 2023

리그닌(lignin)은 고분자와 혼합될 수 있고 탄화도 가능하므로 효용성이 크다. 본 실험에서는, 탄화에 유리한 고분자인 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile, PAN)과 리그닌을 혼합하여 탄소 전구체(precursor)로 제조하고, 탄화(carbonization)하여 안정한 탄소 필름이 제어된 탄화 과정을 통해 제조되었다. 얻어진 탄화 소재의 형태적, 전기적 특성들이 분석되었으며, 흡착 성능이 실험적으로 제시되었다. 탄소 전구체 복합소재의 형성은 적외선 분광기(Fourier-transform infrared, FT-IR)를 통해 확인하였고, 생성된 탄소 필름의 외형적 특성은 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)을 이용하여 고찰하였다. 이를 통해 전구체 필름의 구조적 안정성이 탄화 이후에도 유지됨을 확인하였으며, 필름 내부에 존재하는 리그닌의 흔적도 고찰할 수 있었다. 탄소 필름의 미세 구조는 라만(Raman) 분광기를 통해 분석하였으며, 표면적 및 기공 구조는 BET (Brunauer-Emmett-Teller) 법으로 측정하여, 비교적 균일한 기공이 형성됨을 확인하였다. 탄소 시료의 전기적 특성도 고찰하여, 흡착 소재로서 사용 가능함을 확인하였고, 흡착(adsorption) 테스트를 통해 금속 양이온을 효율적으로 제거할 수 있음을 증명하였다. 본 연구는 해당 분야 향후 연구에 중요한 정보를 제공할 것이다.

• 공업화학
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• 제32권2호
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• pp.174-179
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• 2021

인조흑연 제조용 바인더로 주로 이용되는 콜타르 핏치와 페놀 레진은 soft carbon 및 hard carbon의 초기 탄소화합물 구조에 차이가 있다. 따라서 탄화 온도에 따른 열분해 거동, 미세조직, 결정성의 변화 과정도 다를 것으로 예상할 수 있다. 본 연구에서는 콜타르 핏치 및 페놀 레진의 열분해 거동, 미세조직, 결정성 변화에 관하여 비교 분석하였다. 콜타르 핏치는 액상을 경유한 탄화 과정을 거치며, 탄화 온도가 증가함에 따라 미세조직이 점차 변화되는 것을 확인할 수 있었다. 탄화 온도가 증가함에 따라 콜타르 핏치 및 페놀 레진 모두 결정성은 증가하는 경향을 나타냈지만, 콜타르 핏치는 미세조직이 급변하는 500 및 600 ℃ 구간에서 결정성도 급격히 변화는 것을 확인할 수 있었다. 또한 미세조직과 결정성은 서로 밀접한 연관성이 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권6호
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• pp.120-125
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• 2019

본 연구에서는 구획된 공간에 비닐장판을 깔고, 인화성 액체 50 ml를 뿌리고 실물 연소 실험을 실시하였다. 연소가 진행될 때의 연소 거동을 실시간 분석하였으며, 탄화된 비닐장판의 표면 및 단면의 탄화 패턴을 해석하였다. 휘발유에 착화되어 화염이 최성기에 도달하면 지속적으로 화염이 일어나는 영역, 간헐적으로 화염이 일어나는 영역, 플룸 영역 등이 형성되는 것을 알 수 있었다. 50 ml의 휘발유가 비닐장판 위에서 연소되는데 약 26 s가 소요되었으며, 달무리 패턴이 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 등유를 비닐 장판 위에 동일하게 뿌리고, 가스 토치를 이용하여 착화를 시도하였으나 실패하였다. 연소가 완료된 후의 비닐장판의 탄화 범위는 가로 600 mm, 세로 380 mm이며, 탄화 면적은 1,000 ㎟로 분석되었다. 탄화된 비닐장판의 표면은 열에 의해 코팅층이 탄화층으로 변형되어 더욱 딱딱한 것을 알 수 있었다. 그리고 탄화된 비닐장판의 경계면을 실체현미경을 이용하여 단면을 분석한 결과 부풀림 현상이 확인되었고, 코팅층 하부의 흰색 경계층이 없어지는 것을 알 수 있었다.