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유리섬유 혼합에 따른 실리콘 고무 복합재의 삭마특성 연구
이범철(Beomcheol Lee),이동훈(Donghoon, Lee),이용준(Youngjun, Lee),고승원(Seungwon Ko),현진호(Jinho Hyon) 한국추진공학회 2023 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.5
고체로켓추진기관 연소과정 중 발생되는 고온·고압의 연소가스로부터 연소관 구조물을 보호하기 위해 사용하는 탄성내열재의 삭마특성 연구를 위하여 실리콘 고무에 6 mm와 12 mm 유리섬유를 혼합하여 복합재를 제조하였고, 기계적, 열적 특성 및 삭마 특성에 대하여 검토하였다. 유리섬유의 혼합은 결과적으로 복합재의 경도는 증가시켰으나 인장 강도와 신장율은 감소시켰다. 삭마속도는 유리섬유 혼합에 따라 다른 변화를 보였는데 6 mm 유리섬유 혼합한 경우 4 phr 혼합시 삭마 성능이 개선되었으나 이외의 복합재에서는 유리섬유 혼합 전에 비하여 삭마성능이 열세로 나타났다. SR6-4 실리콘 고무 복합재의 삭마 속도는 각각 0.066 mm/s로 유리섬유가 혼합되지 않은 실리콘 고무 복합재의 삭마 속도 0.079 mm/s에 비하여 개선된 효과를 확인하였다.
유리섬유와 세라믹섬유가 혼합된 실리콘계 탄성체의 삭마 특성 연구
이범철(Beomcheol Lee),이동훈(Donghoon, Lee),이용준(Youngjun, Lee),고승원(Seungwon Ko),현진호(Jinho Hyon) 한국추진공학회 2023 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.5
본 연구에서는 내열성이 우수한 실리콘 고무를 기반으로 하여 유리섬유와 세라믹섬유의 첨가량에 따른 특성을 연구하였다. 삭마시험을 통해 현재 고체로켓 추진기관에서 사용되고 있는 EPDM (Ethylene-Propylene Diene Monomer) 복합소재와의 삭마성능을 비교하였으며, 섬유로 인하여 탄화층의 강도가 상승하고 삭마성능이 개선되는 것을 확인하였다. 유리섬유 2 phr, 12 phr과 세라믹섬유 2 phr, 12 phr이 첨가된 조성에 대하여 평가하였고 이를 통해 세라믹섬유를 사용하였을 때 현재 사용되고 있는 EPDM 복합소재보다 더 우수한 삭마성능을 갖는 것을 확인하였다. In this study, the characteristics of glass and ceramic fiber were investigated based on silicone rubber matrix which exhibits excellent heat resistance. The ablation performance of these materials was compared with that of EPDM (Ethylene-Propylene Diene Monomer) composite materials currently used in solid rocket motors, through high temperature ablation testing. A composition that included 2 phr and 12 phr of glass fibers and ceramic fibers, respectively, underwent evaluation, and the results showed that the addition of ceramic fibers improved the materials ablation performance compared to EPDM composite materials currently in use.
불소 고무복합체의 저온과 고온촉진노화 특성에 대한 비교 연구
박정배(JeongBae Park),이범철(BeomCheol Lee),정윤석(YoonSeok Jeong),박성한(SungHan Park) 한국추진공학회 2017 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.5
내열 및 내유성 고무복합체 특성연구(The study on the thermal and oil resistance rubber composite), 2016.[6] 연구에서는 고온(150℃, 175℃, 200℃) 조건의 고온촉진노화를 통하여 불소고무 복합체의 수명을 예측하였다. 일반적인 고무제품은 온도, 습도, 오존, 빛, 유제, 기계 및 전기적 응력 등의 특성저하 인자에 따라 다른 특성을 나타낼 가능성이 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위하여 "내열 및 내유성 고무복합체 특성연구"[6] 연구에서 얻어진 고온촉진노화에 의한 수명 예측값과 저온촉진노화간의 인장강도 변화율 및 신장률 변화율 그리고 부피 변화율, 무게 변화율, 두께 변화율 및 열전도도를 비교 검토하였다. 검토 결과, 요구 한계수명은 모두 만족하였지만 고온촉진노화 결과와 저온촉진노화 결과 간 변화율에서 약간의 격차를 보였다. 이러한 변화율 격차가 일어나는 원인은 고온촉진노화에서는 노화 시 불소고무의 주사슬 분해로 인하여 인장강도, 신장률 감소 및 부피, 무게, 두께 증가가 일어나는데 비해 저온촉진노화에서는 80℃에서 불소고무의 지속적 경화반응으로 인하여 인장강도, 신장률 및 부피, 무게, 두께 변화가 적게 나타났을 것으로 판단된다. The study on the thermal and oil resistance rubber composite, 2016. [6] predicted the lifetime of Fluorocarbon Rubber by accelerating aging at high temperature (150 ℃, 175 ℃, 200 ℃). general rubber products are likely to exhibit different properties depending on the degradation factors such as temperature, humidity, ozone, light, emulsion, mechanical and electrical stress. To solve these problems, We compared the rate of change about tensile strength, elongation rate, volume change rate, weight change rate, thickness change rate, thermal conductivity in low temperature promoting aging on the basis of predictive lifetime of high temperature promoting aging. As a result of the review, the required life expectancy was satisfied, but there was a slight difference in the rate of change between the high-temperature promoted aging life result and the low temperature promoted aging life result. The cause was a reduction in "tensile strength / elongation" and an increase in "volume / weight / thickness" caused by the main chain decomposition of fluorine rubber due to aging at high temperature promoting aging. However, the low temperature promoting aging was caused by the curing reaction of fluorine rubber at 80 ° C. The tensile strength / elongation and volume / weight / thickness changes were small.
박정배(Jeongbae Park),이범철(Beomcheol Lee),박성한(Sunghan Park),민성기(Seongki Min) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12
고속 비행체의 연료탱크는 기체에서 연료탱크로의 외부 열전달로 인한 연료의 급격한 온도상승 문제가 발생할 수 있다. 따라서 고속 비행체의 연료탱크에 장착되어 외부 고온의 열이 연료로 전달되는 것을 최소화 할 수 있는 제품의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 연료탱크에 장착이 가능하고 내열 및 내유성이 있으며 기체의 팽창에도 견딜 수 있는 탄성을 가진 고무복합체를 개발하였고, 그 구성은 고무층, 보강포, 내유성을 가진 필름, 내열성 접착체로 이루어져 있다. 개발된 고무복합체는 개발 시험을 통해 20℃ 기준에서 30년의 수명을 가지는 것을 확인하였고, 400℃의 운용시험 후 시편 검사에서 외형 및 열전도도 성능에 이상이 없음을 확인하였다. The fuel tank of high speed aircraft has a rapid temperature rise due to outside heat transfer. Therefore, it is necessary to develop the products to minimize the rapid temperature rise of heat to the fuel. This study has developed a rubber composite which has thermal and oil resistance. Also it has elasticity to endure expansion of aircraft body. The rubber composite consists of a rubber layer, reinforcement fiber, a film of oil resistance and a the rmal resistance adhesive. Through the development verification test it has been confirmed that the average life span of the rubber composite is more than 30 years at 20℃ and there is nothing wrong with shapes and thermal conductivity at a specimen test.