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[한국항공대학교] 플라즈마를 이용한 나노입자 주입 장치

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

고압 장치에 대한 나노입자 주입 장치 및 방법

보유기관 및 연구자 : 한국항공대학교 / 이상율 교수

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개발 배경: ▶ 기존에는 고압 장치 내부의 내부식성을 향상시키기 위해 수소기체나 Zn, Pt 와 같은 금속을 마이크로파티클이나 화합물 형태로 주입함

- 안전성, 내부식성 확보 등의 효율성이 떨어짐

기술개요 및 대표도면: ▶ 원자력 발전소의 원자로와 같이 높은 압력의 환경을 가진 고압 장치 내부에 나노입자를 주입하는 장치로 챔버, 나노입자 생성부, 유체 저장부, 부스터부, 제어부로 구성됨

[Zn 나노입자에 의한 응력부식균열 발생 방지]

시장동향: ▶ 전 세계 발전 설비용량이 2014년 6117GW에서 2025년 8371GW로 성장 전망으로 설비에 들어가는 고압 장치의 개선과 필요성이 보임

[세계 발전 설비용량]

기술구현: ▶ 유체 내에 간격을 두고 마주보고 설치된 한 쌍의 전극 사이에 플라즈마를 발생시켜서 유체 내에서 나노입자가 직접적으로 합성되도록 함

▶ 고분산성 나노입자를 함유한 유체를 부스터부를 통해 고압 장치로 주입하여 기존의 주입 방식에 비해 표면의 재료적 특성 및 내부 환경을 크게 변화시킴

특장점

기존기술 한계: ▶ 수소기체는 안전성이나 내부식성 확보 효율이 떨어지며 복잡한 설비가 필요

▶ 마이크로파티클은 입자 크기가 크고 분산성이 떨어짐

▶ 화합물 형태는 순도 높은 단일 금속 형태가 아니어서 내부식성 확보를 위한 화학 작용의 효율성이 떨어짐

개발기술 특성: ▶ 마이크로파티클이나 화합물 주입 시 고압 장치 표면의 재료적 특성 및 내부 환경을 보다 크게 변화시켜 내부식성 향상

▶ 수소기체 주입 시 안전성, 내부식성 확보 효율 및 설비의 복잡성 개선