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학위논문 상세정보

초고온용 내산화 보호막의 제조 및 특성평가 원문보기
Preparation and Characterzation of Oxidation Resistive Protective Film for the Multilayer Coatings for Ultra High Temperature Application

  • 저자

    황창훈

  • 학위수여기관

    경남대학교 대학원

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    첨단공학과

  • 지도교수

    윤존도

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

    60

  • 키워드

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13538522&outLink=K  

  • 초록

    탄소 복합체는 공기분위기의 고온에서 급격한 산화로 인하여, 수명과 특성이 급격히 줄어든다. 탄소복합체의 산화방지를 위해 사용되는 탄화규소막은 공기분위기의 1700℃ 이상에서는 적극적 산화(Active oxdation)가 진행되기 때문에 탄화규소막을 보호할 수 있는 또 다른 보호막이 필요하다. 탄화규소의 보호막으로 적당한 물질로 대상이 되는 여러 가지 고온용 산화물을 매핑하여 융점이 높고 증기압이 낮으며, 열팽창계수가 작고 탄화규소와의 고온 반응성이 낮은 산화이트륨 물질을 선정하였으며 다층으로 이루어진 초고온 내산화 다층코팅막을 설계하고 제조하였다. 첫 번째 층은 화학기상증착법을 이용하여 약 30μm 두께를 가지는 탄화규소막을 제작하였다. 두 번째 층에는 폴리메틸실세스키옥산 고분자용액으로, 딥코팅하고 1150℃에서 열처리 하여 2μm 두께를 가지는 산탄화규소막을 제조하였으며, 세 번째 층은 첫 번째 층의 탄화규소 제작 방법과 같은 공정으로 약 30μm 두께를 가지는 탄화규소막을 제작하였다. 마지막층으로 산화이트륨 보호막을 플라즈마 용사코팅, 슬러리를 이용한 스프레이 코팅법 또는 전자빔증착법을 사용하여 제작하였다. 제조된 다층코팅막에 대하여 주사전자현미경, 전자프로브미세분석기 등을 이용한 구조 및 성분분석과 1700℃, 1900℃의 공기 및 진공 분위기에서 내산화 시험평가를 실시하였다.


    When carbon composites are exposed to air at high temperatures, they are damaged by oxidation, shortening the life, and they need to be coated by oxidation resistive material to inhibit oxidation. Silicon carbide is one of the best heat and oxidation resistant material at high temperature because of forming silicon oxide protective film on its surface. However, silicon oxide film is also degraded by active oxidation and vaporized to silicon monoxide at high temperature over 1800℃. Thus, another protective film for silicon oxide film is required. Many oxides were investigated for the candidate material for the protective layer of silicon carbide. High melting point, low vapor pressure, low coefficient of thermal expansion were taken into account. Yttrium oxide-containing material, such as yttria, or yttrium silicate, was selected as the best candidate material for the protective coating. Multilayer coating on carbon composites were fabricated. The first layer containing silicon carbide with a thickness of 30μm layer was prepared by chemical vapor deposition. Polymethylsilsesquioxane film was prepared by dip-coating method and 1~2um thick second layer of silicon oxycarbide was prepared by heating it. The third layer of SiC was prepared by CVD method. Yttrium oxide film was coated on top of silicon carbide film by using electron beam deposition method. Multilayer coated carbon composites were evaluated at 1700℃ and 1900℃ in air, or in vacuum.


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