Zircaloy-4와 Zr-2.5Nb 합금의 부식과 미세조직에 미치는 냉각속도와 소둔온도의 영향

정용환,정연호,김현길,위명용,Jeong, Yong-Hwan,Jeong, Yeon-Ho,Kim, Hyeon-Gil,Wee, Myung-Yong 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.11

To investigate the effect of cooling rate and annealing temperature on the corrosion of Zircaloy-4 and Zr-2. 5Nb alloys, autoclave corrosion tests were performed at $500^{\circ}C$ for the specimens prepared by various heat treatments. The specimens were heat-treated at $1050^{\circ}C$ for 30 minutes and cooled by ice-brine quenching, water quenching, oil quenching, air cooling, and furnace cooling. To investigate the effect of annealing temperature, the specimens were annealed at $\alpha$, ($\alpha$+$\beta$)-, and $\beta$-temperatures. It was observed from the $500^{\circ}C$ corrosion test that nodular corrosion occurred on the Zircaloy-4 alloy but did not occur on the Zr-2.5Nb alloy. The corrosion resistance of Zircaloy-4 increased with increasing the cooling rate. On the other hand, the corrosion resistance of Zr-2.5Nb decreased with increasing the cooling rate and the annealing temperature. It is suggested that corrosion resistance of Zircaloy-4 would be controlled by the distribution of Fe and Cr element in the matrix and precipitates, while that of Zr-2.5Nb alloy the niobium concentration and $\beta_{-Nb}$ phase. Zircaloy-4와 Zr-2.5Nb 합금의 부식에 미치는 냉각속도와 소둔온도의영향을 조사하기 위해서 여러 가지 방법으로 열처리된 시편에 대해서 autoclave 부식시험을 실시하였다. 냉각속도의 영향을 조사하기 위해서 시편을 $1050^{\circ}C$에서 30분 가열 후 염빙수냉, 수냉, 유냉, 공냉, 노냉의 방법에 의해 열처리하였으며, 소둔온도의 영향을 조사하기 위해서 $\alpha$온도, $\alpha$+$\beta$온도, $\beta$온도구역에서 열처리하였다. $500^{\circ}C$부식시험 결과, Zircaloy-4합금에서는 nodule형 부식이 발생되는 반면에 Zr-2.5Nb 합금에서는 nodule형 부식이 발생되지 않았다. Zirfcaloy-4 합금에서는 nodule형 부식이 발생되는 반면에 Zr-2.5Nb 합금에서는 nodule형 부식이 발생되지 않았다. Zircaloy-4합금은 냉각속도가 빠를수록 내식성이 증가하는 반면에 Zr-2.5Nb합금은 냉각속도가 빠를수록 내식성이 감소하는 경향을 보였다. 또한 소둔온도가 증가할수록 Zr-2.5Nb 합금의 내식성은 감소하는 결과를 보였다. Zircaloy-4의 내식성은 Fe, Cr 원소의 기지내 분포와 석출물의 분포에 의해 지배를 받으며 Zr-2.5Nb 합금의 내식성은 기지조직내의 Nb 농도와 $\beta_{-Nb}$상에 의해 지배를 받는 것으로 사료된다.

종합대학화 지향만이 능사인가

정용환,Jeong, Yong-Hwan 한국대학교육협의회 1985 大學敎育 Vol.18 No.-

산업공조 시스템의 요구조건과 최근 기술 동향

정용환,Jeong, Yong-Hwan 한국설비기술협회 1991 설비 : 공조ㆍ냉동ㆍ위생 Vol.8 No.9

GPS 태양추적장치를 이용한 집광형 태양광발전시스템에 관한 연구

정용환,임중열,Jeong, Yong-Hwan,Lim, Jung-Yeol 한국전기전자학회 2011 전기전자학회논문지 Vol.15 No.3

집광형태양광발전시스템은 태양의 고도와 방위각에 따라 에너지량 차이가 크게 나타난다. 집광형 태양광발전시스템의 태양에너지 밀도를 최대화 하기 위해서는 모듈과 태양이 법선을 유지할 수 있게 하는 추적시스템이 필요하다. 본 논문은 독립형 60[W]급 집광형태양광 발전시스템을 위하여 GPS 태양광추적시스템을 설계하였고 태양추적 장치의 위치 알고리즘은 GPS를 통해 태양의 고도와 위도 좌표값 산출 하도록 하였으며, 실제 운전을 통하여 타당성을 검토하였다. The energy of CPV system is different as the altitude and azimuth of solar. In order to The maximum of solar energy density, the tracking system which does there to make be the module and the solar will be able to maintain a normal line is necessary. This paper proposed for GPS solar tracker of stand-alone 60[W] concentrating photovoltaic system. The position algorithm of solar tracker is through the coordinates transformation calculating the altitude and azimuth of the solar.

Zr합금의 LiOH 용액에서 부식기구 연구

정용환,Jeong, Yong-Hwan 한국재료학회 1996 한국재료학회지 Vol.6 No.2

LiOH 용액에서 핵연료피복관용 Zr합금의 부식이 가속되는 현상을 규명하기 위하여 autoclave를 이용하여 순수물, 다른 농도의 Li 용액 및 여러 가지 알카리 수산화물 조건에서 부식시험을 실시하였다. LiOH 용액에서 부식이 가속되는 현상은 용액 내에 Li 농도가 2.2ppm 이상에서부터 일어나기 시작하며 30ppm 이상에서는 급격한 가속 현상이 일어난다. 부식반응 동안에 발생되는 수소 흡수현상은 220ppm Li에서는 물에 비해 약 2배의 높은 수소흡수율을 나타내며 산화막은 주로 수소화물이 모여 있는 지역에서 우선적으로 성장한다. Li가속 부식기구와 관련하여 본 연구 결과는 지금까지 다른 연구자들이 제안한 부식 기구들과는 일치하지 않았다. LiOH 용액 내에서는 수소흡수와 수소화물 형성이 가속되고 이로 인해 산화막의 성질이 비보호성의 산화막으로 변함으로서 부식은 가속된다는 새로운 모델을 제시하였다.

핵연료피복관용 Zr 합금의 부식특성 및 산화막 미세구조

정용환,백종혁,김선재,김경호,최병권,정연호,Jeong, Yong-Hwan,Baek, Jong-Hyeok,Kim, Seon-Jae,Kim, Gyeong-Ho,Choi, Byeong-Gwon,Jung, Yeon-Ho 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.4

Zr합금의 부식거동을 평가하기 위하여 여러 가지 1족 알칼리 수산화물 용액 (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH)에서 autoclave를 이용하여 300일까지 부식시험을 실시하였다. 산화막 특성은 TEM을 이용하여 천이전과 천이후에 동일 산화막두께를 갖도록 준비된 부식시편에 대해 수행되었다. 실험결과를 고려할 때 금속이온은 부식과정에서 매우 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다. 즉 $Li^+$가 $Zr^{4+}$ 치환하여 산소농도는 증가하고 부식은 가속되는데 산화막 내부의 barrier layer에서 $Li^-$치환이 부식을 제어하는 것으로 판단된다.동일 두께의 산화막 일지라도 산화막의 구조는 모두 다르다. 32.5mmol LiOH에서 생성된 산화막온 천이전,후에 관계 없이 많은 기공이 함유된 등축정 구조를 갖는다. 반면에 NaOH에서 생성된 산화막은 천이전에는 주상정 구조를 갖지만 천이후에는 다공성의 등축정 구조로 바뀐다. KOH용액에서는 천이전에는 주상정과 비정질 산화막의 이중 구조를 갖지만 천이후에는 비정질 산화막은 사라직 전반적으로 주상정 구조가 형성된다. 부식거동과 산화막 관찰로부터 금속이온의 산화막내 치환이 부식속도와 산화막 미세구조를 지어한다는 것을 알 수 있었다. The corrosion characteristics of zirconium alloys have been investigated in various aqueous solutions of LiOH. NaOH, KOH, RbOH. and CsOH at 3S$0^{\circ}C$. The concentrations of solutions were set to 4.3 mmol and 32.Smmol with equimolar $M^+$ and OH . The oxide characterization was performed using TEM on the samples corroded in 32. Smmol LiOH, NaOH, and KOH solution. The samples were prepared to have the same oxide thickness for the pretransition and post- transition regimes. Considering the trend of experimental data, the cation would playa major role in the corrosion process of Zr alloys in alkali hydroxide solutions. The microstructures of the oxides formed in various solutions were quite different. In LiOH solution the oxides grown in pre-transition as well as post-transition had the equiaxed structures with many pores and open grain boundaries. The oxides grown in NaOH solution had the protective columnar structures in pre-transition and the equiaxed structures with many open grain boundaries in post- transition. On the other hand. in KOH solution the columnar structure was maintained from pre- transition to post- transition. It was considered that the cation incorporation into zirconium oxide controlled the oxide characteristics and the corrosion acceleration in alkali hydroxide solutions.

핵연료 피복관용 Zr신합금의 석출물 특성

정용환,Jeong, Yong-Hwan 한국재료학회 1996 한국재료학회지 Vol.6 No.6

여러 가지 Zr합금에서 생성되는 석출물의 특성을 규명하기 위하여 시편을 $600^{\circ}C$에서 1시간 동안 열처리 한후 EDX가 부착된 TEM을 이용하여 석출물에 관한 연구를 수행하였다. Zr1.4Sn0.2Fe0.1Cr 합금에서는 두 종류의 석출물이 생성되는데 하나는 석출물의 대부분을 차지하는 HCP 구조으 Zr(Cr, Fe)2 석출물로서 이는 둥근 형태를 유지하며 결정립내나 결정립계에 관계없이 널리 분산되어 분포된다. 다른 하나의 석출물은 극히 일부에서만 관찰되는 Zr2(Fe, Si)성분의 석출물로서 이는 tetragonal 구조를 갖는다. Zr0.5Nb0.6Fe0.3V 합금에서는 tetragonal (Zr, Nb)2(Fe, V) 석출물이 형성되며, Nb이 1.0 wt.% 첨가된 Zr1.0Nb0.6Fe0.3V 합금에서는 HCP 구조의 (Zr, Nb)(Fe, V)2 석출물과 BCC 구조인 $\beta$-Zr이 생성된다. Zr1.0Nb0.6Fe0.3V합금을 제외하고는 대부분의 합금에서 석출물은 약 1.0$\mu\textrm{m}$의 크기를 나타냈다. 합금 조성이 다를 경우에 석출물 크기와 35$0^{\circ}C$ 부식 특성과는 부식 특성과는 연관성이 없는 것로 나타났다.

LiOH 용액에서 Zr합금의 부식특성연구

정용환,김영석,Jeong, Yong-Hwan,Kim, Yeong-Seok 한국재료학회 1995 한국재료학회지 Vol.5 No.4

여러가지 Zr합금에 대한 부식시험을 autoclave를 이용하여 물과 여러가지 Li 용액에서 수행하였다. 합금은 11종의 신합금을 사용하였는데 크게 나누어 Zircaly형 합금(ZrSnFeCr), ZnNbFeCr, ZrSnNbFeCr과 ZrFeCr 합금으로 대별되며, 비교평가를 위해 표준 Zircaloy-4 합금에 대해서도 부식시험을 수행하였다.모든 합금에서 Li을 일정농도이상 첨가할 때 부식은 가속되는데, 부식은 Li의 농도가 2.2와 30ppm 사이일 때 가속되기 시작한다. Li은 부식거동에 있어서 천이후 영역에서의 부식속도보다는 천이시간과 무게 증가량에 더 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 수소 흡수율은 Li 농도와 합금에 따라서 강하게 영향을 받는것으로 나타났으며, Li 농도가 30ppm이상에서는 Li 가속부식과 함께 Li가속 수소흡수현상이 나타났다. ZrSnFeCr합금들은 낮은 부식속도와 늦은 천이현상을 보이며 표준 Zircaloy보다 훨씬 우수한 부식저항성을 보인 반면에 대부분의 Nb첨가 합금은 높은 부식속도와 빠른 천이 현상을 보였다.

LiOH 용액에서 핵연료피복관용 Zr 신합금의 부식거동

정용환,김경호 ( Yong Hwan Jeong,Kyeong Ho Kim ) 한국부식방식학회 1996 Corrosion Science and Technology Vol.25 No.1

핵융합로 1 차벽 재료현황 및 제조기술 개발

정용환(Yong Hwan Jeong),박정용(Jeong-Yong Park),홍봉근(Bong Geun Hong) 대한기계학회 2006 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2006 No.6

The development of the first wall whose major function is to withstand high neutron and heat fluxes is a critical path to fusion power. The materials database and the fabrication technology are being developed for design, construction and safe operation of the fusion reactor. The candidate materials for the first wall application are the reduced activation ferritic martensitic (RAFM) steels, the vanadium alloys and SiC fiber reinforced ceramic SiC composite. The first wall was designed to consist of the plasma facing armor, the heat sink layer and the supporting plates. The joining of the different materials has been the critical issue in the manufacturing of the first wall. In this study, the effects of the joining temperature, the joining pressure and the interlayer have been studied in order to find the optimum joining condition of the first wall.