화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2014년 가을 (10/22 ~ 10/24, 대전 DCC)
권호 20권 2호, p.2111
발표분야 촉매 및 반응공학
제목 강제대류 온도기울기화학증기침투를 이용한 탄소복합재에 관한 연구
초록 탄소복합재는 내열성과 내마모성 등의 뛰어난 기계적 특성 덕분에 다양한 분야에서 사용되고 있다. 탄소복합재는 표면의 막힘을 최소화하여 복합재 내부에 탄소를 고르게 증착시켜 제조되어야 한다.  
I-CVI(Iso-thermal chemical vapor infiltration)의 단점을 보완한 증착방법으로 TG-CVI (Thermal gradient)가 연구되었다. 프리폼에 온도기울기를 유지시키고 온도가 낮은 쪽으로부터 전구가스를 흘려 밀도화하는 공정이다. 가스와 처음 만나는 부분의 높은 가스 농도를 낮은 온도로 보전시켜 프리폼 전체에 균일한 증착 반응 속도를 유지시킨다.  
본 연구에서는 전구체로써 프로판을 사용하였고, PAN계 탄소섬유로 직조된 원통형 프리폼을 TG-CVI 공정을 이용해 밀도화하였다. 그리고 침투시간, 온도구배, 탄화수소가스의 농도에 따른 영향을 고려하였다. 시간변화에 따른 증착량을 실험결과와 모델링 식을 이용하여 비교하였다. 프리폼 내부의 화이버 표면에 증착된 카본은 SEM 사진으로 확인하였고 기공도 측정장비를 통해서 프리폼 내부의 평균 잔류 기공의 분포를 분석하였다. 낮은 전구가스 농도에서 프리폼 전체에 온도기울기를 유지시켰고 프리폼을 균일하게 증착시킬 수 있었다. 또한 실험결과와 모델링 식을 비교하여 반응속도상수를 도출하였다.
저자 주경도, 김도훈, 정귀영
소속 홍익대
키워드 탄소 복합재; TG-CVI; 강제대류
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