생몰정보
소속
직위
직업
활동분야
주기
서지
국회도서관 서비스 이용에 대한 안내를 해드립니다.
검색결과 (전체 1건)
원문 있는 자료 (1) 열기
원문 아이콘이 없는 경우 국회도서관 방문 시 책자로 이용 가능
초록보기 더보기
I. 제목
SiC 섬유용 저산소함량 폴리카보실란합성 및 섬유 제조연구
II. 연구개발의 목적 및 필요성 (필요에 따라 제목을 달라할 수 있음)
○ 기존의 섬유방사에 적합한 폴리머 (예: 나일론, 폴리아클로니트릴(PAN)등)의 분자구조가 linear한 chain 구조로 되어 있는 반면 PCS의 분자구조는 판상의 평면구조이거나 더 나아가서 bulky한 입체구조를 가지고 있어 안정적 섬유방사 공정 조건이 매우 협소하며 방사 후 섬유가 매우 brittle하여 손으로 handing 하기 조차 어려움. 또한, 스피닝 맬트의 안전성을 저하시키고 방사시 원사섬유의 사이즈 불균일 및 절사(fiber breakage)의 주요원인으로 작용함
○ 열처리시 PCS 내에 존재하는 산소는 1200℃~1600℃에서 CO(g)로 분해되고 β-SiC 결정 조대화 및 기지재 다공화를 초래하여 SiC 섬유의 물성이 크게 떨어지는데, 국내에서 R&D 규모로 소량 합성하여 판매되고 있는 폴리카보실란은 산소함량이 10wt%에 달하며 이로부터 제조한 SiC 섬유는 1400℃이상에서 사용이 불가능함
○ 그러므로 합성중 PCS 내 산소혼입 기구를 규명하여 산소의 함량을 최소화하여야 하며 더불어 Hf, Zr 도핑을 통해 치밀하고 고온안전성이 우수한 SiC 섬유를 제조할 수 있음
○ 또한, PCS 섬유의 고온 열분해시 섬유조직의 치밀화와 소결특성 향상을 위해서는 소결조제의 첨가가 필요하며 B와 같이 SiC의 자기확산계수를 높여 저온소결을 촉진하는 소결조제의 co-doping 기술의 확보가 필요함
III. 연구개발의 내용 및 범위
○ 고방사특성을 갖는 Oxygen free 폴리카실란 합성기술
○ Oxygen free 폴리카보실란의 유무기 전환 공정 및 고온안정화 기술
○ 금속이 도핑된 초고온용 Oxygen free 폴리카실란 합성기술
○ 금속이 도핑된 폴리카보실란의 고온 열분해 및 치밀화 기술
○ PCS전구체를 활용한 continuous as-spun사의 정밀 용융방사 원천 기술 개발
○ 용융방사를 이용한 최적의 PCS as-spun사의 제조 공정 기술 연구
○ PCS as-spun사의 방사 test 및 방사성 평가
○ 고성능 SiC 섬유 Pilot 규모 제조기술 연구
IV. 연구개발결과
○ 출발물질이 폴리미디메틸실란과 합성 후 얻어진 폴리카보실란에 대한 GC-MS, FT-IR 및 원소분석 결과 산소가 거의 검출되지 않았으며 또한, 합성 PCS에 대한 원소분석을 수행하여 PCS 내 산소의 함량을 재확인하는데, 분석결과로부터 합성공정 조건 및 분자결합 구조에 관계없이 PCS 내 산소의 함량이 측정되지 않았음
○ 낮은 압력조건에서 공정온도 및 시간을 제어하여 PCS의 합성 및 중합을 유도하였으며, 공정조건에 따라 분자량 증가 및 PCS의 융점이 일정한 경향성을 보이며 증가하였음. 이는 반응 압력을 제어한 합성공정 적용을 통해 PCS의 분자구조가 3차원 구조에서 평면형 구조로 전환되었음을 알 수 있음
○ Lab scale single-screw type 용융방사를 수행하였으며, 제조된 섬유의 직경은 방사조건에 따라 25, 20㎛ 로 측정되어 방사 공정조건에 의한 세밀한 섬도 제어가 가능함을 확인하였으며, 단면변동률(CV) 도 최3.8% 이내로 제어 가능하였으며 또한, 각각의 섬유 샘플을 SEM 으로 표면과 단면을 분석한 결과, 안정적인 Ext' 해드압 및 nozzle 전단압을 확보함으로서 섬유 단면내의 기포 및 불균일한 부분이 거의 보이지 않음을 확인한바, 단면 및 표면이 매우 균일한 형태의 PCS 섬유의 제조가 가능함을 확인함
○ HfC가 2상으로 분산된 SiC 섬유를 제조하기 위해 먼저 2상 분상제인 Hf와 치밀화 소결조제인 Al 또는 B가 복합도핑된 폴리카실란(PCS)을 합성하였으며, ICP 분석을 통해 합성 시료내 Hf, Al의 함량을 측정하였으며 Hf의 경우 각각 1.28wt%, 1.02wt%가 검출되었으며, Al은 각각 0.05wt%, 0.01wt% 검출되었음
○ (Hf, Al) 복합도핑 PCS의 섬유화, 안정화 및 열처리 공정제어를 통해 HfC 나노입자가 균일하게 분산된 고성능 SiC 섬유를 제조하였음
○ 1800℃ 이상에서 소결한 섬유는 결정계면에 30~50nm HfC 나노입자들이 균일하게 분산된 것을 확인하였으며, 표면으로 갈수록 내부보다 입자가 크고 조직이 치밀했으며 HfC 결정도 비례하여 성장하였음
○ 결정화 SiC 섬유의 연속생산시 tension 하에서 열처리를 하는 것으로 알려져 있으며 이러한 열처리중 tension 부여가 섬유의 강도를 크게 향상시켰으며, 이때 상온강도의 경우 1.8GPa 이상의 강도가 나왔으며 최대 강도는 2.59GPa이었음. 고온강도의 경우 전체적으로 2.0GPa 이상의 강도가 나왔으며 최대 강도는 2.76GPa이었음
V. 연구개발결과의 활용계획 (필요에 따라 제목을 달리할 수 있음)
이용현황보기
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
도서위치안내: / 서가번호:
우편복사 목록담기를 완료하였습니다.
* 표시는 필수사항 입니다.
* 주의: 국회도서관 이용자 모두에게 공유서재로 서비스 됩니다.
저장 되었습니다.
로그인을 하시려면 아이디와 비밀번호를 입력해주세요. 모바일 간편 열람증으로 입실한 경우 회원가입을 해야합니다.
공용 PC이므로 한번 더 로그인 해 주시기 바랍니다.
아이디 또는 비밀번호를 확인해주세요