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NTIS 바로가기세라미스트 = Ceramist, v.15 no.5, 2012년, pp.38 - 46
김성원 (한국세라믹기술원 이천분원 엔지니어링세라믹센터) , 오윤석 (한국세라믹기술원 이천분원 엔지니어링세라믹센터) , 이성민 (한국세라믹기술원 이천분원 엔지니어링세라믹센터) , 김형태 (한국세라믹기술원 이천분원 엔지니어링세라믹센터)
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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전자빔 증착법으로 열 변형 적응성이 높은 주상 구조를 얻는 데 영향을 주는 요인은 무엇인가? | 전자빔 증착법은 높은 에너지의 가속전자로 증착하고자 하는 세라믹소재의 표면을 스캔하여 용탕을 만들고 진공 중에 해당소재의 증기압이 높아져 기판에 증착되는 방식이다. 기상으로부터의 증착이면서 표면확산, 선택적 결정성장 등의 영향으로 열변형적응성이 높은 주상구조(columnar microstructure)의 열차폐코팅을 얻게 된다. 이러한 주상구조는 증착공정의 변수에 따라 다양하게 변화시킬 수 있다. | |
고온에서 작동할 수 있는 가스 터빈을 위한 차세대 열차폐코팅용 소재로서 갖추어야 할 요구 조건은 무엇인가? | 최근에 가스터빈을 더 가혹한 온도조건에서 작동하기 위하여 YSZ 외의 열차폐용 소재를 탐색하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 1300℃ 이상의 고온에서 작동할 수 있는 가스터빈을 위한 차세대 열차폐코팅용 소재로서 갖추어야 할 요구조건으로는(1) 높은 녹는점, (2) 낮은 열전도도, (3) 금속 모재와의 변형적응성(strain compliance)를 위한 높은 열팽창계수, (4) 가스터빈 작동온도까지 상변태가 없고, (5) 가스터빈 분위기에서 유입되는 여러 산화물과의 화학적 안정성, (6) 기공상태가 고온에서 유지되도록 하는 낮은 소결성 등이 있다. 이러한 열차폐코팅의 조건은 조성설계로 제어하는 소재 본래의 특성과 증착공정의 특성에 의해서 결정되는 코팅의 특성 양쪽으로 변화시킬 수 있다. | |
열차폐코팅이란 무엇인가? | 열차폐코팅(thermal barrier coatings)은 가스터빈의 금속부품 표면에 증착되어 고온가스로부터 금속부품을 보호하기 위한 세라믹코팅으로 가스터빈 엔진이 더 높은 온도에서 작동할 수 있도록 한다. 가스터빈은 압축기를 통해 공기를 압축하여 다양한 화석연료의 연소를 통해 압력과 온도가 높아진 가스가 터빈에 유입되면서 단열팽창 과정 하에서 팽창됨에 따라 유체에너지를 기계에너지로 전환하는 회전형 열기관으로 항공기와 발전소에 주로 사용된다. |
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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