지식나눔

소성로에서 Si+C 반응소결시 장비 내부의 온도 변화 및 분포 상태를 알고 싶습니다

안녕하세요 세라믹 제조업에서 일하고 있는 청년입니다.

저희가 대략 1460도 내외로 반응 소결을 진행하고 탄화체 + Si분말 준비해놓고 겉에 그라파이트 케이스를 장착하여 가동합니다.

Si가 녹기 전인 대략 1350도 시점에서 장비 내부의 온도 분포 상태가 어떤지 알고 싶습니다.

Heater랑 닿아있는 겉부분이 온도가 가장 높을까요?

아니면 케이스 가장 중심 부분의 온도가 가장 높을까요?


  • 실리콘
  • 세라믹
  • 소성
  • 온도
지식의 출발은 질문, 모든 지식의 완성은 답변! 
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
답변 4
  • 답변

    장세호님의 답변

    정확히 어떤 포인트를 알고 싶어하시는지 이해가 안돼서 기초적인 의견만 말씀드립니다.

    열원으로부터 가까울수록 뜨겁고 반대로 열원으로부터 멀수록 덜뜨겁다는 것은 잘 아실겁니다.

    물론 scale과 원재료에 따라 열이 전달되는 속도의 차이가 날 수 있고, 반응 환경이 충분히 잘 섞이도록 교반시키는지 아니면 방치해서 열전달이 이루어지게 하는지에 따라서도 표면과 심부의 온도 차이가 있을 수 있겠지요.

    아무리 scale이 작고 고속으로 교반시킨다고 해도 찰나의 순간에는 표면이 심부 보다 0.0000001도라도 뜨거울겁니다.

    혹은 열에너지를 전달받아 혼합된 원재료끼리 반응해서 반응열이 발생하는 경우라면 표면이든 심부든 상관없이 반응이 가장 활발하게 일어나는 부분이 가장 뜨거울겁니다.

    단순히 열전도에 의한 온도를 확인하고 싶으신거라면 ' Heater랑 닿아 있는 겉부분이 온도가 가장 높을까요? 아니면 케이스 가장 중심 부분의 온도가 가장 높을까요?'라는 질문에 대한 답은 위와 같은 이유로 열원과 가까운 겉부분의 온도가 가장 높지 않을까 싶습니다.

    정확히 어떤 포인트를 알고 싶어하시는지 이해가 안돼서 기초적인 의견만 말씀드립니다.

    열원으로부터 가까울수록 뜨겁고 반대로 열원으로부터 멀수록 덜뜨겁다는 것은 잘 아실겁니다.

    물론 scale과 원재료에 따라 열이 전달되는 속도의 차이가 날 수 있고, 반응 환경이 충분히 잘 섞이도록 교반시키는지 아니면 방치해서 열전달이 이루어지게 하는지에 따라서도 표면과 심부의 온도 차이가 있을 수 있겠지요.

    아무리 scale이 작고 고속으로 교반시킨다고 해도 찰나의 순간에는 표면이 심부 보다 0.0000001도라도 뜨거울겁니다.

    혹은 열에너지를 전달받아 혼합된 원재료끼리 반응해서 반응열이 발생하는 경우라면 표면이든 심부든 상관없이 반응이 가장 활발하게 일어나는 부분이 가장 뜨거울겁니다.

    단순히 열전도에 의한 온도를 확인하고 싶으신거라면 ' Heater랑 닿아 있는 겉부분이 온도가 가장 높을까요? 아니면 케이스 가장 중심 부분의 온도가 가장 높을까요?'라는 질문에 대한 답은 위와 같은 이유로 열원과 가까운 겉부분의 온도가 가장 높지 않을까 싶습니다.

    등록된 댓글이 없습니다.
  • 답변

    이승우님의 답변

    제조 목적으로 사용하는 소성장비의 통상적 의견입니다.



    - 소성장비의 히터 가까이에서 반응 시키면,  장비에 표시되는 온도와 차이가 날수 있습니다.

      결과적으로 온도센서가 가까운 곳이 표시되는 온도와 가장 근접합니다.


    - 장비 구조상으로 히터 근접에서 반응시키는 것은 지양해야 합니다.  


    - 상대적으로 높은 열의 경우 압력차에 의해, 열에너지가 상단으로 올라갑니다. 

      내부 상단의 온도가 하단보다 높습니다.


    본 내용은 경험적 내용을 바탕으로 설명하였습니다.



    제조 목적으로 사용하는 소성장비의 통상적 의견입니다.



    - 소성장비의 히터 가까이에서 반응 시키면,  장비에 표시되는 온도와 차이가 날수 있습니다.

      결과적으로 온도센서가 가까운 곳이 표시되는 온도와 가장 근접합니다.


    - 장비 구조상으로 히터 근접에서 반응시키는 것은 지양해야 합니다.  


    - 상대적으로 높은 열의 경우 압력차에 의해, 열에너지가 상단으로 올라갑니다. 

      내부 상단의 온도가 하단보다 높습니다.


    본 내용은 경험적 내용을 바탕으로 설명하였습니다.



    등록된 댓글이 없습니다.
  • 답변

    김주남님의 답변

    당연히 히터랑 닿아있는 겉부분의 온도가 가장 높습니다. 아마도 인덕터 코일로 온도를 올리고 있을듯한데,

    그 상황을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램들이 많이 있습니다. 한번 찾아서 시뮬레이션을 돌려보는 것도 좋을 듯 합니다.

    당연히 히터랑 닿아있는 겉부분의 온도가 가장 높습니다. 아마도 인덕터 코일로 온도를 올리고 있을듯한데,

    그 상황을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램들이 많이 있습니다. 한번 찾아서 시뮬레이션을 돌려보는 것도 좋을 듯 합니다.

    등록된 댓글이 없습니다.
  • 답변

    조윤환님의 답변

    오븐은 많이 사용해봤지만, 소성로는 경험이 많지 않습니다.

    다만 온도의 차이만 있을 뿐 열처리 장비라는 점에선 크게 차이가 없다고 생각합니다.

    오븐의 경우엔 오븐 내부에 9~12 point temperature logger를 설치해서 temperature profile을 확인하는 방법을 흔히 사용합니다.

    소성로는 상대적으로 온도가 높기 때문에 thermocouple을 설치하는 방식을 사용하기 어려울지도 모르겠습니다.

    단조품의 열처리 모니터링에 IR carmera가 사용된다고 들었습니다만 사용해본 경험은 없습니다.

    참고하세요

    오븐은 많이 사용해봤지만, 소성로는 경험이 많지 않습니다.

    다만 온도의 차이만 있을 뿐 열처리 장비라는 점에선 크게 차이가 없다고 생각합니다.

    오븐의 경우엔 오븐 내부에 9~12 point temperature logger를 설치해서 temperature profile을 확인하는 방법을 흔히 사용합니다.

    소성로는 상대적으로 온도가 높기 때문에 thermocouple을 설치하는 방식을 사용하기 어려울지도 모르겠습니다.

    단조품의 열처리 모니터링에 IR carmera가 사용된다고 들었습니다만 사용해본 경험은 없습니다.

    참고하세요

    등록된 댓글이 없습니다.