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알루미늄 폼의 삼차원 영상 기초의 역학적 시뮬레이션: 내부 마이크로구조의 영향

전문가 제언: ○ 이 논문은 기존의 방식으로는 알 수 없었던 물질 내부의 마이크로 동공과 같은 마이크로구조물로 인한 영향을 영상화 방식을 통해 밝혀내고 있다. 싱크로트론방사 장치를 이용한 X-선 흡수분광법 단층 촬영이라는 최첨단기법을 이용해서 내부의 형태를 알아낸 다음 이를 프로그램을 이용해 영상화처리를 통해서 내부의 동공의 형태를 모형화 하고 시뮬레이션 하는 방식이다.

○ 이러한 방식을 통해 실제 압력을 인가했을 때 압력 분포와 결함 발생을 비교적 정확하게 예상해 낼 수 있었으며 실제 일어날 일을 예측함으로써 금속성의 마이크로구조물을 만들어내었을 때 그 내부에 존재하는 마이크로동공과 같은 마이크로구조물로 인한 역학적 특성을 분석해 낼 수 있게 되었다.

○ 이러한 기술은 마이크로 전기 기계적 시스템과 같은 작은 단위의 기계적 특성을 이용해서 활용하는 분야에 아주 유용하게 쓰일 것으로 예상된다. 미세단층촬영에 큰 장비가 필요하다는 단점이 있지만 이 방법의 장점은 그러한 단점을 충분히 만회할 수 있을 것이라고 생각한다.

○ 입자 가속장치(synchrotron) 방사 X-선 흡수분광법에 의한 마이크로단층촬영은 알루미늄 폼으로 인한 마이크로구조물의 삼차원 특징을 알아내는 데 이용된다. 단층촬영 자료는 삼차원 유한 요소 시뮬레이션 모형을 만들기 위해 사용된다. 물질이 변형되거나 금이 가는 현상은 셀 물질 내부의 마이크로-동공과 그 분포 형태에 의해 결정된다.

○ 정적 압축에 비해 하중에 의한 동적인 상황에서 압력의 진행은 상대적으로 고른 편재 압력을 상승시키는 경향이 있다. 따라서 외부 힘이 동적으로 가해질 때 더 큰 시료의 손상이 예상된다. 이러한 접근은 이종 물질에서의 마이크로구조/특성을 알기 위해 효과적인 방법으로 광범위한 활용이 기대된다.

저자: Toda, H; Takata, M; Ohgaki, T; Kobayashi, M; Kobayashi, T; Uesugi, K; Makii, K; Aruga, Y
자료유형: 학술정보