탄화규소섬유와 탄소섬유 하이브리드 직물을 강화재로 한 SiC 매트릭스 세라믹복합재의 기계적물성, 산화 및 삭마 저항성 개선 연구

윤병일; 김명주; 김재성; 권향주; 윤성태; 김정일

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자료유형: 학술저널

저자정보: 윤병일 김명주 김재성 권향주 윤성태 김정일

저널정보: 한국복합재료학회 Composites Research Composites Research 제32권 제3호

발행연도: 2019.1

수록면: 148 - 157 (10page)

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2019

탄화규소섬유와 탄소섬유 하이브리드 직물을 강화재로 한 SiC 매트릭스 세라믹복합재의 기계적물성, 산화 및 삭마 저항성 개선 연구

윤병일 , 김명주 , 김재성 외 3명 Composites Research 2019.01 학술저널

2018

고속비행체 구조재물로 탄소섬유와 탄화규소섬유를 강화재로 한 SiC세라믹 복합재의 특성 연구

윤병일 , 김재성 , 김명주 외 2명 한국추진공학회 학술대회논문집 2018.05 학술대회자료

2016

차세대 엔진용 세라믹복합재의 강화재로서 CVC공정에 의한 내산화성능이 우수한 고성능 탄화규소섬유 개발

윤병일 , 최우철 , 김재성 외 3명 한국추진공학회 학술대회논문집 2016.12 학술대회자료

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본 연구에서는 탄소섬유, 탄화규소섬유 그리고 하이브리드섬유를 강화재로 하여 TGCVI와 PIP 혼합 공정으로 Cf/SiC, SiCf/SiC, Cf-SiCf/SiC의 세라믹복합재를 제조하였다. 열충격싸이클시험, 3-점 굴곡험과 Oxy-Acetylene토취 시험후에 그들의 기계적물성, 산화저항성과 내삭마성을 평가하였다. Cf/SiC복합재는 온도 증가에 따라서 기계적물성의 감소와 준 연성의 파단모드, 그리고 높은 삭마량을 보였다. SiCf/SiC복합재는 Cf/SiC 복합재에 비하여 강한 기계적물성, 낮은 삭마량을 그리고 취성의 파단모드를 나타냈다. 한편 하이브리드 복합재는 가장 우수한 기계적물성과 SiCf/SiC보다는 연성의 파단모드 그리고 Cf /SiC 보다 낮은 삭마량의 결과를 나타냈다. Oxy-Acetylene토취 시험 중에 SiC매트릭스는 산화되어 SiO2층을 형성하였으며, 특히 이 층은 Cf-SiCf/SiC 와 SiCf/SiC 복합재에서 섬유의 추가적인 삭마를 막는 역할을 하는 것으로 나타났다. 결론적으로 낮은 기공율을 갖는 하이브리드 복합재를 제조한다면, Cf/SiC의 산화로 인한 기계적물성의 감소와 SiCf/SiC 복합재의 취성 파단모드의 개선으로 고온 산화분위기에서 고온열구조재로의 적용이 높을 것으로 기대한다.

#SiC Fiber #Hybrid Fabric #CMC #Thermal shock cycle test #Oxidation resistance #Oxy-Acetylene torch test #Erosion

참고문헌 (26)

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Haillon, R. P. / 1998 / The Hypersonic Revolution : Case Studies in the History of Hypersonic Technology / Vol.1, Air Force History and Museums Program Boilling AFB, DC 20332-1111

Glass, D. E. / 2015 / Ceramic Matrix Composite (CMC) Thermal Protection Systems (TPS) and Hot Structures for Hypersonic Vehicles / Proceeding of the 4th International Conference on Sensors, Measurement and Intelligent Materials

Tandon, R. / 2006 / Ultra High Temperature Ceramics for Hypersonic Vehicle Applications / Journal of Sandia Reprot

Yang, Y. -Z. / 2008 / Research Progress on Thermal Protection Materials and Structures of Hypersonic Vehicles / Journal of Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 29(1):51~60

Steelant, J. / 2014 / The Lapcat-MR2 Hypersonic Cruiser Concept / Proceeding of the 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences :7~12

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