세라믹스의 열충격 거동에 미치는 냉각 조건 변화의 영향을 알아보기 위하여 물에 propylene glycol을 0, 25, 50, 75%로 혼합한 냉매를 이용하여 Al₂O₃세라믹스에 대한 열충격 시험을 하였다. 각각의 냉매를 이용하여 냉각 조건을 조절한 열충격 실험을 통하여 알루미나 시편의 임계 열충격 온도차와 냉각 속도를 측정하고 propylene glycol의 혼합비에 따른 냉각 조건이 알루미나 세라믹스의 열충격 거동에 미치는 영향을 관찰하였다. 물에 propylene glycol을 혼합하면 대류열전달계수가 감소하게 되고 이에 따라 시편의 냉각속도가 낮아지며, 시편의 냉각속도가 낮아지면 시편에 발생하는 열응력의 크기가 작아지므로 이에 수반하여 임계 열충격 온도차가 증가하는 현상을 관찰하였다. 각 냉각 조건에서 임계 열충격 온도차는 물에대한 propylene glycol의 혼합비가 커짐에 따라 증가하였지만 임계 열충격 온도차 조건에서 시편의 냉각 속도는 250±20℃/s 범위로 일정하였다. 이것은 알루미나 세라믹스의 열충격 조건에서 임계 냉각 속도가 존재함을 나타낸다.
더보기Thermal shock behavior of alumina ceramics was studied on the various cooling condition using various concentrations of propylene glycol aqueous solution. The critical thermal shock temperature difference( ) of the specimen increased almost linearly with increase in the propylene glycol concentration of the aqueous solution in temperature range 250℃ to 325℃, probably due to the decrease of the maximum cooling rate, which is dependent of the convection heat transfer coefficient because the convection heat transfer coefficient depends on concentration of the propylene glycol aqueous solution. The critical maximum cooling rate for thermal shock fracture was observed almost constant about 250±20℃/s for all concentrations of the propylene glycol aqueous solution.
It is concluded that thermal shock behavior of alumina ceramics is greatly influenced by the convection heat transfer coefficient of the cooling media and is directly related to the cooling rate which controls thermal stress of the specimen.
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