압흔의 해석 및 모델링에 관한 동향

전문가 제언

○ 나노인덴테이션(nanoindentation)법은 접근이 어려운 원자력발전소 설비나 시험편 채취가 어려운 산업설비 부품 그리고 크기가 매우 작아서 표준시편의 채취가 불가능한 용접열영향부와 미세조직적 경사가 있는 국소영역의 강도 특성을 효율적으로 평가할 수 있는 첨단 평가기술이다. 또한 재료의 표면 및 표면근방(층), 얇은 막 등의 경도 측정에도 매우 효과적이다. 그러나 나노인덴테이션법은 압흔 하중이 10gf 이하로 작아서 시료 표면에 형성되는 압흔인 「움푹 패임」의 크기가 매우 작으므로 이것을 측정하고 해석하는 기술이 필요하다.

○ 조합형(combinatorial), 초고속 검색(HTS: High­Throughput Screening) 개념을 도입하여 1995년에 시작한 ‘조합형 재료과학(combinatorial material science)’ 분야에서 재료의 탄성계수, 경도 결정구조 등과 같은 여러 특성을 조사하고 분석하는 데 있어서 나노인덴테이션 기술은 매우 유용하고 효과적인 재료측정분석 기술로 활용할 수 있다.

○ 나노인덴테이션법에서는 압흔하중이 초(극)미소인 경우 압자(indenter)의 선단의 형상이 경도에 많은 영향을 미치므로 다이아몬드 4각뿔 압자 대신에 다이아몬드 3각뿔 압자(Berkovich 압자)를 많이 사용한다. 다이아몬드 3각뿔 압자는 세 개의 면이 한 개의 점(삼각점)에서 만나도록 가공하는 작업이 비커스 경도계에서 사용하는 다이아몬드 4각뿔 압입자에 비해 수월하다.

○ 나노인덴테이션법의 재현성을 향상시키고 나노인덴테이션 데이터의 신뢰성을 높이기 위해서는 압자 선단부의 곡률반경의 변화가 경도값에 미치는 영향, 부하 하중의 안정성을 위한 하중부하 기구의 검토, 측정 데이터의 평가법의 확립 등에 대한 연구가 필요하다.

○ 우리나라의 (주)프론틱스에서 서울대학교와 공동으로 개발하여 상품화한 연속압흔시험기인 AIS 2000(Advanced Indentation System 2000)은 폭이 좁은 용접열영향부의 강도와 잔류응력 등 국소영역의 재료특성을 평가하는 데 매우 유용한 장비이다.

저자

Gouldstone, A; Chollacoop, N; Dao, M; Li, J; Minor, AM; Shen, YL; AF Gouldstone, Andrew; Chollacoop, Nuwong; Dao, Ming; Li, Ju; Minor, Andrew M.; Shen, Yu-Lin

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2007

권(호)

55

잡지명

ACTA MATERIALIA

과학기술
표준분류

재료

페이지

4015~4039

분석자

김*태

분석물

• 압흔의 해석 및 모델링에 관한 동향.pdf [241,526 byte]

이미지변환중입니다.