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최훈석(Hoon Seok Choi),김재훈(Jae Hoon Kim),오광근(Kawng Keun Oh) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.11
흑연은 우수한 열특성을 지니기 때문에 로켓 노즐목 재료로 많이 이용된다. 하지만 흑연은 소성영역을 동반하지 않으며 파괴되는 준취성 특성을 보이므로 일반구조재료와 비교해 보았을 때, 강도 관점에서 상대적으로 취약하며, 450°C 이상에서 산화가 발생한다. 따라서 흑연 재료의 실구조체 적용을 위하여 이 재료에 대한 기계적·열적 특성 평가가 요구된다. 본 논문에서는 ATJ 계열 흑연의 고온파단특성에 대한 실험적인 연구를 수행하였다. 특히, 온도와 하중, 그리고 산화조건을 변수로 두어 강도 및 파단특성에 대한 상관관계를 연구하였다. 이를 위하여 ASTM 규정을 준수하여 상온, 500, 1,000°C에서 일축 압축 및 인장시험을 수행하였으며, 파단면은 SEM 촬영을 통하여 분석하였다. Graphite material has been widely used for making the rocket nozzle throat because of its excellent thermal properties. However, when compared with typical structural materials, graphite is relatively weak with respect to both strength and toughness, owing to its quasi-brittle behavior, and gets oxidized at 450 °C. Therefore, it is important to evaluate the thermal and mechanical properties of this material for using it in structural applications. This study presents an experimental method to investigate the fracture behavior of ATJ graphite at elevated temperatures. In particular, the effects of major parameters such as temperature, loading, and oxidation conditions on strength and fracture characteristics were investigated. Uniaxial compression and tension tests were conducted in accordance with the ASTM standard at room temperature, 500 °C, and 1,000 °C. Fractography analysis of the fractured specimens was carried out using an SEM.
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