국내산 저품위 실리카를 활용한 다공성 소재 제작 및 열적 특성 평가

Title
국내산 저품위 실리카를 활용한 다공성 소재 제작 및 열적 특성 평가
Other Titles
Preparation of porous materials using domestic low-grade silica and evaluation of thermal properties
Author
양지원
Alternative Author(s)
Yang, Je Won
Advisor(s)
박재구
Issue Date
2019-02
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
국내산 저품위 실리카를 활용하여 다공성 소재를 제작하였다. 제작한 다공성 소재의 기공구조에 따른 열적 특성을 파악하고자 소재의 기공률을 조절하였다. 다공성 소재의 기공률은 아르키메데스법을 이용하였고, 기공 크기는 FE-SEM image를 활용한 화상해석 프로그램과 및 수은주입법을 활용하여 비교하였다. 다공성 소재의 열전도율은 레이저 플래쉬법을 이용하였으며, 200~1000℃ 구간에서 열확산도를 측정한 뒤, 열전도율을 계산하였다. 저품위 실리카를 활용하여 다공성 소재를 제작한 결과, 기공률은 각각 39.6%, 73.5%, 77.9%, 89.4%, 그리고 91.5%로 나타났다. 전체 기공률이 증가할수록 기공 크기가 증가하고, 기공 벽두께는 얇아지며, 기공과 기공을 연결 짓는 window가 발달함을 확인하였다. 열전도율 측정 결과, 측정 온도가 높아질수록 세라믹폼의 열전도율은 0.2 W/(mK)에서 1.8 W/(mK)로 증가하였다. 또한, 세라믹폼의 기공률이 증가할수록 열전도율은 1.3 W/(mK)에서 0.2 W/(mK)으로 감소하였다. 저품위 실리카폼과 용융실리카폼의 열전도율을 비교한 결과, 용융실리카폼의 열전도율이 약 0.12~0.3 W/(mK) 더 낮게 나타났다. 따라서 세라믹폼의 열전도율은 기공 구조와 원료의 영향을 받음을 확인하였다. 제작한 다공성 소재를 스케일업하여 단열재를 제작하였으며, 다공성 소재의 열전도율 측정 결과와 시험로 장착 시 단열재의 소비전력량 및 냉각속도 간의 상관관계를 파악할 수 있었다.
URI
http://dcollection.hanyang.ac.kr/common/orgView/000000109040http://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/99614
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GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > EARTH RESOURCES AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING(자원환경공학과) > Theses (Master)
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