탄화규소 피스톤의 가능성

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탄화규소 피스톤의 가능성에 대한 레포트입니다
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목차

개요
본론
1) 출력 향상
2) 배기 정화
3) 열효율
4) 경량화
5) 안전성의 향상, 가격 저감
세라믹 피스톤의 구비 조건
탄화규소의 특징
가볍고 잘 휘지 않은 탄화규소 세라믹 개발
파괴인성이 강한 탄화규소 세라믹스의 제조방법
결론

본문내용

개요
최근 세계적인 자동차 연구개발 추세를 보면 주로 고연비(高連比)의 자동차 개발에 집중되어 있음을 알 수 있다.
고연비의 자동차 개발에 있어 물론 엔진 및 주변장치들도 중요하지만, 자동차용 경량 재료개발이 중요시되고 있다.
실제 과거 수년 동안 자동차 경량화를 위해, 엔진부분을 정밀 주조 세라믹으로 제조하여 사용한 적이 있으나 실질적 성공을 거두지 못했다고 알려져 있다.
세라믹으로 자동차엔진을 만들려고 하는 이유가 무엇일까?
현재의 자동차 엔진은 아무리 우수한 초내열 합금으로 만들더라도 1100도 이상의 온도에서는 사용할 수가 없다. 또한 냉각수를 돌려 엔진부분의 온도 상승을 막고 있는 실정이므로 에너지 손실이 클 뿐만 아니라 연료가 완전 연소가 되지 않아 공해 문제도 심각하다. 하지만 세라믹 엔진에는 고온에서 어떤 금속합금보다 잘 견디므로 열효율은 물론 완전연소로 인한 공해를 방지할 수 있다. 또한, 냉각수가 불필요하므로 냉각계통과 윤활계통의 생략으로 전체 무게를 줄일 수 있다는 것이다.
하지만 세라믹 엔진의 문제점인 열이나 기계적 충격에 강한 세라믹스를 어떻게 만드느냐가 해결되어야만 할 것이다.

본론

현재의 자동차 엔진이 안고 있는 숙제는 출력 향상, 배기 정화, 열효율 향상, 경량화, 안정성의 향상, 가격 저감이다.

1) 출력 향상

최근 승용차용 가솔린 엔진, 디젤 엔진의 1톤 정도의 차종의 출력은 대략 100Hp(배기량 1.8 l) 이다. 엔진 출력은 매년 수마력씩 증가하고 있는 추세이다. 이것은 발진 가속시의 높은 응답성이 요구되기 때문이다. 이점에서 엔진 출력 밀도의 향상은 현재의 엔진에 대항 큰 요구의 하나이다.
엔진의 출력을 결정하는 것은 엔진 회전수, 실린더경, 스트로크, 기통수, 평균 유효압 등이다. 차종을 정하면 엔진 치수, 중량이 대략 결정되기 때문에 출력 향상의 요구는 출력밀도 즉, 엔진의 단위 중량당 혹은 단위 체적당 출력 향상의 문제이다. 여기서 평균 유효압의 증가와 흡입 공기량의 증가가 요구된다. 흡입 공기량의 증가는 흡기계의 흡입 저항의 감소, 과급률을 향상시킴으로서 달성된다. 평균 유효압의 증가는 흡입 공기량의 증가, 압축비 즉, 작동가스 평균 온도를 향상시킴으로서 달성된다. 이들 중 세라믹스가 관계하는 것은 과급율을 향상, 작동가스온도향상이다.

참고 자료

세라믹스의 기계적 거동
R.W.DAVIDGE / 피어슨에듀케이션코리아 / 2000년 03월
최신세라믹공학
김종희 외엮음 / 반도출판사 /1998년 01월
세라믹스원론
소가 나오히로 / 반도출판사 /1998년 01월
자동차재료
신동명 / 형설출판사 / 1994년 8월
신소재, 신재료
신소재연구회 편 / 겸지사 / 2002년 7월