High Temperature Combustion Behavior of Carbon/Carbon Composites Coated with SiC

Choi, Don-Mook; Kim, Joung-Il

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2001;1(1):127-138.
Published online June 30, 2001.

탄화규소로 도포된 탄소/탄소 복합재의 고온 연소거동

최돈묵, 김정일

High Temperature Combustion Behavior of Carbon/Carbon Composites Coated with SiC

Don-Mook Choi, Joung-Il Kim

Abstract

Although Carbon/Carbon Composites(CFRCs) have excellent mechanical properties at high temperature, the disadvantage of combustion in air restricts their applications. Thus a lot of investments have been studied to improve the drawback of CFRCs. In this study, SiC used as a thermal protective coating material possesses almost the same expansion coefficient compared to that of carbon, so SiC was coated on 4D (directional) CFRCs by Pack-Cementation process. For the 4D CFRCs coated with SiC, optical microscopy observations were performed to estimate the coating mechanism involved and TGA tests were also performed to evaluate the improvement of combustion resistance. And their high temperature combustion properties were investigated by the arc torch plasma test. From the results, it is found that the mechanical properties and high temperature combustion properties of the 4D(directional) CFRCs coated with SiC were much better than bare 4D CFRCs.

Key Words: 4D CFRCs; SiC; combustion resistance; conversion mechanism; TGA

요지

CFRCs는 고온에서의 우수한 물성에도 불구하고, 연소에 대한 취약한 성질로 인하여 많은 분야에서 사용에 제약을 받고 있다. 그러므로 EFRCs의 연소저항성을 향상시키기 위해서 수 많은 연구가 수행되어지고 있다. 본 연구에서는 고온에서 보다 개선된 물성과 높은 연소저항성을 부여하고, 다른 도포물질과 비교해서 낮은 열팽창계수의 차이를 보이는 탄화규소를 Pack-Cementation 방법으로 4방향성 CFRCs에 도포하였다. 제작된 탄화규소로 도포된 CFRCs는 광학현미경의 관찰을 통하여 도포 메카니즘을 추정하였으며, TGA 시험을 통하여 개선된 연소저항성을 조사하였다. Arc plasma torch 시험을 통하여 고온 연소특성과 거동을 연구하였다. 그 결과로부터 탄화규소로 코팅된 CFRCs의 기계적 강도와 고온 연소특성이 순수한 4방향성 CFRCs에 비해서 개선되었다는 것을 알았다.

핵심용어: 4방향성 탄소/탄소 복합재; 탄화규소; 연소 저항성; 도포 메카니즘; 열중량분석