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기밀소재 Graphite의 고온마모 특성에 관한 연구
Wear Properties of Seal Graphite at Elevated Temperature 원문보기

한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, v.17 no.3, 2013년, pp.15 - 20  

양호영 (충남대학교 기계설계공학과) ,  김재훈 (충남대학교 기계설계공학과) ,  하재석 (국방과학연구소 7기술연구본부) ,  김연욱 (충남대학교 기계설계공학과) ,  박성한 (국방과학연구소 4기술연구본부) ,  이환규 (국방과학연구소 4기술연구본부)

초록
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Graphite는 고온/고압의 가스가 추진기관 내의 구동장치에 유입되지 않게 기밀 소재로 사용되며, 마모 과정에서 윤활막을 형성하여 구조물 안에서 윤활과 기밀을 돕는다. 본 연구는 기밀 소재로 사용되는 Graphite의 고온 마모 시험을 통해 고온 마모 특성을 평가하였다. 고밀도 Graphite (HK-6)에 대하여 실제 작동환경에 기초 한 온도, 미끄럼 속도, 접촉 하중 조건에 따른 마모 특성을 평가 및 고찰하였다. 마모 표면 관찰을 통해 마모 메카니즘을 파악하고 고온 마모 특성을 통하여 최적화된 작동 환경 조건에 대하여 제안 하였다. 결과적으로, 상온에서 보다 고온 환경에서 윤활막 형성에 유리 하여 마찰 계수가 비교적 낮게 나타나는 것을 알 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The graphites as airtight structure seals prevent high-pressure and high-temperature gas from flowing into actuator of propulsion system and generate lubricant film during wear procedure to assist lubricant and sealing. In this study, the tribological characteristics of the graphite in high-temperat...

주제어

#핀틀   #흑연   #마모   #고체윤활제   #고온  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 고체윤활제인 Graphite 소재의 접촉 온도, 접촉하중, 미끄럼 속도에 따라 변화하는 마찰 마모 특성과 마모 메커니즘에 대하여 고찰하고자 한다.
  • 본 논문은 동적 기밀소재의 온도, 속도, 접촉하중 조건에서의 마모특성을 평가하고, 마모특성에 따른 최적안의 설계조건에 대하여 연구한 결과 다음과 같다.
  • 마모 과정에서 생성된 마모 입자들은 마모 표면에 응착과 탈락을 반복하면서 윤활막을 형성하게 된다. 이러한 윤활막의 형성은 마모 표면의 관찰로 확인할 수 있으며, 이에 대한 결과를 마모 표면 관찰 결과에서 고찰한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
연삭 마모란 어떠한 현상인가 Figure 1과 같이 마모면 사이의 미세돌기와 접촉에 의하여 표면으로 마모입자가 이탈되는 현상을 연삭(Abrasive Wear)마모라고 한다.
Graphite의 특징은 무엇인가 고온 고압의 구조 내에서 고체윤활재 Graphite 소재는 온도조건에 따라 마찰 특성이 변화하게 된다. Graphite는 균일하고 안정된 윤활막을 형성하여 기밀성, 내마멸성, 윤활이 우수하다. 또한 안정된 윤활막의 형성은 마모량의 감소와 마찰계수의 안정성을 향상시킨다. Graphite는 층상구조(Layer Structure)를 가지며, 각 층간 결합은 약한 Van der-Walls 결합을 이루고 있다.
Graphite의 약한 Van der-Walls 결합은 어떠한 역할을 하는가 Graphite는 층상구조(Layer Structure)를 가지며, 각 층간 결합은 약한 Van der-Walls 결합을 이루고 있다. 이들 결합은 작은 전단응력에도 쉽게 분해되어 윤활제로서의 역할을 한다[1-3].
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참고문헌 (9)

  1. Kim, S. J., Cho, M. H., Cho, K. H., and Jang, H., "Complementary Effects of Solid Lubricants in the Automotive Brake Lining," Tribology International, Vol. 40, 2007, pp.15-20 

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  2. Singer, I. L. and Pollock, H. M., Editors, "Solid Lubrication Processes in Fundamentals of Friction: Macroscopic and Microscopic Processes," London: Kluwer Academic Publishers, 1992, pp.237-261 

  3. Michale, N. G., "The Synergistic Effects of Graphite on the Friction and Wear of MoS2 Films in Air," Tribology Transactions, Vol. 31, 1987, pp.214-227 

  4. Donald, H. B., Surface Effects in Adhesion, Friction Wear, and Lubrication, Elsevier Scientific Publishing Co., 1981, pp.569-583 

  5. Allam, I. M. "Solid Lubricants for Applications at Elevated Temperatures," Journal of Materials Science, Vol. 26, 1991, pp.3977-3984 

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  6. 이한영, 마찰마모공학, 초판, 태일사, 2005 

  7. 문한규 외, 재료시험법, 한국 표준 연구소, 1987 

  8. Chen, B. M., "Tribological Properties of Solid Lubricants (Graphite, H-BN) for Cu-based P/M Friction Composites," Tribology International, Vol. 41, 2008, pp.1145-1152 

    상세보기 crossref

  9. Cho, K. Y., "Oxidation Behavior of Nuclear Graphite(IG110) with Surface Roughness," Journal of Korean Ceramic Society, Vol. 43, No. 10, 2006, pp.613-618 

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