Thermal shock test of SiC/C functionally graded materials (FGM) and thermal stress simulation

SiC/C 경사기능재료의 열충격 시험과 열응력 모사

Monolithic SiC and SiC/C FGM layers were deposited on the graphite substrates by the CVD method and their thermal properties of the two specimens were investigated by thermal shock test for comparison. Temperature profiles and thermal stress distributions on thermal shock test were calculated by a commercially used computer program to see the thermal stress differences inside of two specimens. The specimens coated with FGM were expected to show a efficient relaxation of thermal stresses at the interface and they were not cracked under the actual $\Delta$T=1600 K experimental condition. This result proved that the experimental results were well accorded with the expectation from the theoretical calculations.

$SiCl_4/C_3H_8/H_2$계를 사용하여 흑연기판 위에 순수한 SiC층과 SiC/C FGM층을 CVD법에 의해 증착한 후 thermal shock 시험을 통하여 두 시편의 열적 성질을 조사하였다. Thermal shock 시험시 두가지 시편 내부의 이론적인 열응력 차이를 알아보기 위해 상용프로그램을 이용하여 시편내의 온도분포, 열응력 분포를 계산하였다. SiC/C FGM층을 증착한 시편이 순수한 SiC층을 증착한 시편보다 계산상으로 경계면에서 우수한 열응력 완화효과를 나타내는 것으로 판단되었고 실험적으로로 FGM 시편의 경우 $\Delta$T=1600K의 열충격에도 견딜수 있는 것을 확인하여 이론과 실험이 일치하는 것을 입증하였다.