| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2014년 봄 (05/15 ~ 05/16, 창원컨벤션센터) |
| 권호 | 20권 1호 |
| 발표분야 | E. 구조 재료(Structural Materials) |
| 제목 | 화염분사코팅을 이용한 폴리머-B4C 복합분말 코팅층의 특성연구 |
| 초록 | 현재 원자력 발전소에서 사용 후 핵연료는 많은 양의 열중성자가 발생되어, 저장용기의 저장 효율성 및 안전성의 문제가 대두되고 있다. 사용 후 핵연료의 저장 용기 소재는 우수한 열중성자 흡수능 및 내부식성이 있어야 하기 때문에 일반적으로 중성자 흡수용 소재는 알루미늄 합금 또는 스테인리스강 기지에 보론 또는 보론 화합물(B4C, BN, B(OH)3) 등을 첨가하여 금속기지 복합체 형태로 제조되나, 보론 화합물이 일정량 이상이 되면 가공성 및 용접성이 급격히 저하되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제로 중성자 흡수용 차폐소재는 기계적 특성을 유지하면서 높은 중성자 흡수능을 갖기에는 큰 어려움이 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 폴리머-보론 복합분말을 용융시킴과 동시에 고속의 스프레이로 모재에 분사하여 높은 함량의 보론 화합물을 코팅할 수 있는 폴리머 화염분사(PFS, Polymer flame spray)기술이 있다. 이는 매우 높은 코팅 층 밀도와 높은 생산성 및 모재 사이의 우수한 결합력이 가능하다. 본 연구에서는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, Low Density Polyethylene)분말을 B4C 입자와 복합화하여 금속기판 위에 화염분사 코팅함으로써 기계적 안정성과 함께 중성자 흡수능을 확보하고자 하였다. 먼저 B4C와 LDPE분말을 볼밀 공정을 이용하여 복합화를 진행하였고, 밀링된 복합분말에 LDPE분말을 추가로 혼합하여 B4C함량을 10,20,30,40wt.%로 변화시켰다. 제조된 복합분말에 대하여 두께를 달리하여 PFS코팅을 수행하여 코팅층 단면을 관찰하였고, 최종적으로 중성자 흡수능을 평가하였다. |
| 저자 | 김경열1, 박진주1, 이민구1, 이창규1, 이원혁2 |
| 소속 | 1한국원자력(연), 2대화알로이테크 |
| 키워드 | Polymer flame spray; Neutron absorbing; LDPE-B4C |
