세라믹 기지 복합재료는 세라믹 기지에 고 용융 온도, 낮은 밀도, 고 탄성과 강도를 가진 탄화물, 질화물, 보론화물, 산화물 등의 강화재료를 끼워 넣어 파괴 인성을 높인 것이다. 이들 소재는 우주 비행체의 열 차폐 시스템, 또 고온의 가스 터빈의 연소실, 터빈 블레이드, 고정자(Stator) 베인 등의 부품에 사용되며, 버너와 화염 유지기(Flame holder), 고온 가스 덕트에는 산화 CMC가 사용되고 있고, 극심한 열 충격이 일어나는 브레이크 디스크나 시스템의 부품, 그리고 슬라이드 베어링 부품에도 활용되고 있다. 이러한 CMC에 대한 연구 개발은 미국의 우주 비행체 활용 목적을 비롯하여, 미국, 일본, 유럽에서의 초고속항공기와 가스 터빈용, 그리고 핵 융합용 등의 목적으로 국방과 에너지 산업과 같은 전략적 분야의 활용을 목표로 개발되고 있다.
세라믹 기지 복합재료는 세라믹 기지에 고 용융 온도, 낮은 밀도, 고 탄성과 강도를 가진 탄화물, 질화물, 보론화물, 산화물 등의 강화재료를 끼워 넣어 파괴 인성을 높인 것이다. 이들 소재는 우주 비행체의 열 차폐 시스템, 또 고온의 가스 터빈의 연소실, 터빈 블레이드, 고정자(Stator) 베인 등의 부품에 사용되며, 버너와 화염 유지기(Flame holder), 고온 가스 덕트에는 산화 CMC가 사용되고 있고, 극심한 열 충격이 일어나는 브레이크 디스크나 시스템의 부품, 그리고 슬라이드 베어링 부품에도 활용되고 있다. 이러한 CMC에 대한 연구 개발은 미국의 우주 비행체 활용 목적을 비롯하여, 미국, 일본, 유럽에서의 초고속항공기와 가스 터빈용, 그리고 핵 융합용 등의 목적으로 국방과 에너지 산업과 같은 전략적 분야의 활용을 목표로 개발되고 있다.
Ceramic matrix composites (CMCs) consist of such reinforcements as carbides, nitrides, borides and oxides, which have high melting points, low density, high modulus and high strength, for the purpose of increasing toughness. These materials are used for heat shielding systems for aerospace vehicles,...
Ceramic matrix composites (CMCs) consist of such reinforcements as carbides, nitrides, borides and oxides, which have high melting points, low density, high modulus and high strength, for the purpose of increasing toughness. These materials are used for heat shielding systems for aerospace vehicles, high-temperature gas turbine combustion chambers, turbine blades, stator vane parts, etc. Oxide CMCs are used for the components of burner and flame holder and the high-temperature gas duct. CMCs are also applied to brake disks, which are subjected to severe thermal shock, and slide bearing parts under heavy loads. The research and development of the CMC are progressed for the strategic purpose in defense and energy industry; for instance, for aerospace applications in the U.S., and for hyper-speed aircraft, gas turbines, and atomic fissions in U.S., Japan, and Europe.
Ceramic matrix composites (CMCs) consist of such reinforcements as carbides, nitrides, borides and oxides, which have high melting points, low density, high modulus and high strength, for the purpose of increasing toughness. These materials are used for heat shielding systems for aerospace vehicles, high-temperature gas turbine combustion chambers, turbine blades, stator vane parts, etc. Oxide CMCs are used for the components of burner and flame holder and the high-temperature gas duct. CMCs are also applied to brake disks, which are subjected to severe thermal shock, and slide bearing parts under heavy loads. The research and development of the CMC are progressed for the strategic purpose in defense and energy industry; for instance, for aerospace applications in the U.S., and for hyper-speed aircraft, gas turbines, and atomic fissions in U.S., Japan, and Europe.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
제안 방법
액체 로켓 엔진의 연소실에도 CMC를 사용하여 금속재를 사용하는 것보다 근원적인 이점을 얻고 있다. Astrium에서는 AESTUS의 상단 엔진에 C/SiC로 만든 노즐 확대부를 개발하였고, Ariane 5의 주 엔진 Vulcain에 사용할C/SiC 노즐 시험을 독일의 Lampoldhausen에 있는 DLR에서 수행하였다[22,23]. Fig.
일반적으로 복합재료는 두 가지 이상의 물질을 서로 구분되는 계면을 갖도록 조합시켜 각각의 특성을 상호 보완 향상시킨 인공적인 재료이다[3]. 그리고 매트릭스의 종류에 따라 금속 기지 계(MMC; Metal Matrix Composite), 세라믹 기지 계(CMC; Ceramic Matrix Composite), 플라스틱 기지 계(Plastic Matrix Composite)로 구분한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
복합재료란?
기지 재료와 강화 섬유는 세라믹 재료이지만 탄소와 탄소섬유도 세라믹 복합재료로 간주한다. 일반적으로 복합재료는 두 가지 이상의 물질을 서로 구분되는 계면을 갖도록 조합시켜 각각의 특성을 상호 보완 향상시킨 인공적인 재료이다[3]. 그리고 매트릭스의 종류에 따라 금속 기지 계(MMC; Metal Matrix Composite), 세라믹 기지 계(CMC; Ceramic Matrix Composite), 플라스틱 기지 계(Plastic Matrix Composite)로 구분한다.
세라믹 기지 복합재료 제조 시 세라믹 기지에 강화재료를 넣는 이유는?
세라믹 재료들이 가지고 있는 장점으로는 내마모성, 고강도와 경도, 높은 용융점, 낮은 밀도 등을 들 수 있는데 반면에 낮은 파괴 인성과 취성, 그리고 열 충격에 약한 것이 큰 단점이다. 이와 같이 세라믹 재료는 나름대로의 장점에도 불구하고 금속에 비하면 인성이 매우 약한데, 이 인성을 증가시킨 것이 세라믹 기지 복합재료이다. 즉 세라믹 기지에 강화재료로서 고 용융온도, 낮은 밀도, 고 탄성과 강도 등을 가진 소재를 끼워 넣어 만든 것이다[1,2].
세라믹 재료의 장단점은?
여기에 속하는 물질에는 실리콘, 알루미늄, 티타늄, 지르코늄 등의 산화물, 질화물과 탄화물들이 있다. 세라믹 재료들이 가지고 있는 장점으로는 내마모성, 고강도와 경도, 높은 용융점, 낮은 밀도 등을 들 수 있는데 반면에 낮은 파괴 인성과 취성, 그리고 열 충격에 약한 것이 큰 단점이다. 이와 같이 세라믹 재료는 나름대로의 장점에도 불구하고 금속에 비하면 인성이 매우 약한데, 이 인성을 증가시킨 것이 세라믹 기지 복합재료이다.
참고문헌 (30)
http://kansu.tripod.com/me451/2.html, Muzeyyen Oya Ertug et al., "Ceramic Matrix Composite Materials," ME 451 Introduction to Composite Structures, A Literature Survey on Metal and Ceramic Matrix Composite, Middle East University.
Glass, D.E., "CMC TPS and Hot Structures for HypersonicVehicles," AIAA-2008-2682.
Chung, K.Y., "CVI Process and Application," Chemical Engineering department, Hong-Ik University www.cheric.org/ippage/p/ipdata/2001/04/file/ip200101.hwp.
http://www.appropedia.org/Ceramic Matrix Composite Disc Brakes - Appropedia The sustainability wiki.htm
http://www.globalspec.com/learnmore/materials_chemicls_adhesives/ceramics_glass_materials/ceramic_matrixcomposites Ceramic Matrix Composites Information
Naslain, R.R., Pailler, R., Bourrat, X., Bertrand, S., Heurtevent, F., Dupel, P., and Lamouroux, F., "Synthesis of Highly Tailored Ceramic Matrix Composites by Pressure-pulsed," Solid State Ionics, Vol. 141-142, 2001, pp. 541-548.
Park, J.Y., "SiC/SiC Composite Material", Ceramist, Vol. 13, No. 6, 2010, pp. 7-12.
Park, J.Y., Kim, Y.J., and Yun, D.H., "CMC Dense Packing Technology for Aeronautical Application", Ceramist, Vol. 12, No. 1, 2009, pp. 93-101.
Lee, H.S., "Current Status of Ceramic Composites Technology for Space Vehicle", Current Industrial and Technological Trend in Aerospace, Vol. 7, No. 2, 2009, pp. 76-84.
Chang, J.H., "Composite Materials - Aerospace and Industrial Transportation Field", Structural Ceramic Material Parts, RIST 55.
"Scout Launch Program," NASA.
Fisher, M.J., and Moore, T.L., "Composite Rocket Motor Case Technology for Tactical Missiles," CPTR 77, 2004. 8.
Schmidt, S., Beyer, S., Knabe, H., Immich, H., Meistring, R., and Gesslerc, A., "Advanced Ceramic Matrix Composite Materials for Current and Future Propulsion Technology Applications," Acta Astronautica, Vol. 55, 2004, pp. 409-420.
Guo, Q.F., Li, W., Dong, J.H., Li, Y.C., Wang, K.J., Wang, H.P., and Zhao, W.G., "Application of Carbon Fiber Composite in Space Camera Frame", Advanced Material Research, Vol. 194-196, 2011, pp.1558-1563.
http://www.electrochem.org/dl/ma/201/pdfs/1108.pdf. Krishan L Luthra, "Ceramic Matrix Composites for Gas Turbine Applications," GE Cooperate Research and Development.
Min, J.B. et al., "Advances in Ceramic Matrix CompositeBlade Damping Characteristics for Aerospace Turbo-machinery Applications," 52nd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference, AIAA 2011-1784, 2011. 4.
http://www.mdesign.ftn.uns.ac.rs/pdf/2010/367-372_for_web.pdf, Katarina GERIC, "Ceramics Tool Materials with Alumina Matrix," ADEKO, Machine Design, pp. 367-372, 2010. 5.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.