다양한 노화 조건에 따른 금속 연료의 특성 변화의 이해

Abstract

마그네슘은 다양한 분야에서 널리 사용되는 물질이다. 특히, 마그네슘은 화합물이나 혼합물의 형태로 많이 사용된다. 다양한 보관 조건에 노출되었을 때 성능 저하가 예상되나, 아직까지 분명한 노화 특성은 규명되지 않았다. 열수분 노화는 마그네슘을 산화 마그네슘 및 마그네슘 수산화물로 변화시켜, 마그네슘 입자 표면에 산화막을 생성한다. 열 노화는 열수분 노화보다 얇은 산화막을 형성하여 상대적으로 높은 반응성을 가진다. 또, 노화가 장기화되어 산화막이 마그네슘 입자를 전부 둘러싸면, 마그네슘은 오직 코어 산화만 발생하게 된다. 이 결과는 마그네슘이 수분에 취약함을 보이고, 장기 노화는 마그네슘의 특성을 완전히 변화시킴을 보인다. 마그네슘이 수분에 취약한 성질을 MTV로 확장해보면, 열수분 노화로 인해 생성된 마그네슘 수산화물이 MTV의 발열 반응을 약화시켰다. 또한, 고온의 환경으로 인한 테플론의 열화 현상도 MTV의 발열 반응을 약화시키는 역할을 했다. 그러므로, 본 연구는 열수분 노화에 노출된 마그네슘의 반응성 향상 및 MTV 성능 저하 메커니즘을 확인했다.

Magnesium is a widely used material in various fields. In particular, magnesium is widely used in the form of a compound or mixture. While its performance degradation when exposed to various storage condition is expected, the clear aging characteristics have not been explained in the past. Hygrothermal aging changes magnesium into magnesium oxide and magnesium hydroxide, forming an oxide film on the surface of the magnesium particles. Since thermal aging forms a thinner oxide film than hydrothermal aging, it has relatively high reactivity. In addition, if aging is prolonged, the oxide film completely surrounds magnesium particles, which makes only core oxidation occur. These results show that magnesium is vulnerable to moisture, and long-term aging completely changes the characteristics of magnesium. Extending the vulnerability of magnesium to moisture to MTV, magnesium hydroxide formed by hygrothermal aging weakened the exothermic reaction of MTV. In addition, the deterioration of Teflon due to the high temperature environment also weakened the exothermic reaction. Thus, the present study identified the enhancement of reactivity of Mg subjected to hygrothermal aging and mechanism of MTV performance degradation.