SiC 세라믹 하니컴 담체의 탄성 물성치 평가

국문 초록 (Abstract)

가솔린 엔진 차량용 삼원촉매담체는 주로 코제라이트 세라믹으로 제작되는 다공성 부품으로 엔진의 혼합기 가 농후한 경우 삼원촉매의 열적 내구성이 급격히 떨어져 설계 내구 수명을 제대로 만족시키지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 SiC 세라믹 촉매 담체의 내구성 평가에 사용할 기계적 물성치를 유한요소해석으로 구하기 위하여 등 가물성평가방법을 이용하여 SiC 세라믹 하니컴 담체의 기계적 물성치를 유한요소해석용 시험편으로 구하였다. MOR 과 탄성계수는 코제라이트 세라믹 하니컴 담체에 비하여 SiC 세라믹 하니컴 담체가 최소 2배와 9.3배 정도 크게 평 가되고 있어 SiC 세라믹 하니컴 담체는 코제라이트 세라믹 하니컴 담체에 비하여 높은 구조 강도를 가지고 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Automotive three-way catalyst substrate has a cordierite ceramic honeycomb structure. The substrate in the high engine speed range doesn't satisfy the design fatigue life due to the low mechanical properties of cordierite ceramic. SiC ceramic has higher mechanical properties than cordierite ceramic. If the automotive three-way catalyst substrate is made from the SiC ceramic honeycomb structure, the substrate can be prevented from premature failure. In this study, the mechanical properties of SiC ceramic honeycomb substrate were estimated by FEA. The FEA results indicated that the MOR and elastic modulus for the SiC ceramic honeycomb substrate was much higher than those for the cordierite ceramic honeycomb substrate.

참고문헌 (Reference)

1 백석흠, "세라믹 하니컴 담체의 3차원 유한요소해석을 위한 등가탄성방법의 효과적인 접근" 대한기계학회 35 (35): 223-233, 2011

2 Gulati, S. T., "Thermal Shock Resistance of Standard and Thin Wall Ceramic Catalysts" 1999

3 Matweb, "Silicon Carbide(Alpha SiC)"

4 D. W. Lee, "Premature Failure Prevention Design of Three-way Catalyst Substrate using DOE" 27 (27): 101-108, 2011

5 Japanese Standards Association, "Japanese Industrial Standard (JIS) Z2201 : Test pieces for Tensile Test for Metallic Materials"

6 Nordstrand, T. M., "Evaluation of Transverse Shear Stiffness of Structural Core Sandwich Plates" 37 : 145-153, 1997

7 Torquato, S., "Effective Mechanical and Transport Properties of Cellular Solids" 40 (40): 71-82, 1998

8 ANSYS inc., "ANSYS Workbench : Release 11.0 Documentations" 2008

9 S. R. Lee, "A Estimation of Thermal Fatigue Performance in Three-way Catalyst" 14 (14): 13-19, 2013

10 O'Connor, D. J., "A Comparison of Test Method for Shear Properties of the Cores of Sandwich Constructions" 17 (17): 241-246, 1989

11 Kwang Jae Lee, "25% of Passenger Vehicles Failed to Pass Exhaust Gas Inspection in 2012" The Environmental Industry Weekly