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지르코니아 플라즈마 용사 코팅층의 균열 가지화 현상

전문가 제언: ○ 용사 코팅층과 모재 사이의 계면에서의 파괴 거동은 계면에 대한 균열의 방향에 의존하며, 용사과정에서 발생하여 층상재료의 계면에 존재하는 잔류응력은 균열선단의 응력장을 변경시킴으로써 파괴거동에 많은 영향을 미치게 된다.

○ 코팅층 내에서 균열의 전파거동은 최초의 노치 위치에 따라 변화하며 균열은 보다 유순한 재료를 향하여 전파하게 된다. 또한 혼합 모드에서 동일한 균열선단에서 서로 다른 방향으로 균열이 동시에 전파되는 균열 가지화 현상은 실질 응력확대계수의 감소와 성장지연현상을 가져온다.

○ 가지균열 형태로 발전한 균열의 전파 거동에 대한 모델을 정확하게 도출하기 위해서는 국부적인 기계적 성질, 균열 선단부의 인성, 잔류응력 등의 변화에 따른 효과를 구체화해주는 응력확대계수를 계산해야 한다.

○ 플라즈마 열원을 사용하여 세라믹으로 용사 코팅된 표면의 피막에 결함이나 균열이 발생하게 되면 표면개질 처리된 기계구조물의 성능과 기능이 크게 손상을 입는다. 따라서 용사를 사용하여 표면개질 처리를 한 관련 제품의 품질을 높이고 수명을 길게 하기 위해서는 접착인장, 비틀림 시험, 핀 테스트, 굽힘 시험, 원통 전단시험, 맞대기 원통 비틀림 시험 등의 평가기술을 사용하여 용사 코팅층의 기계적인 특성을 파악하고 밀착강도를 평가하는 것이 필요하다.

○ 최근 재료과학 분야의 연구에서 X선 전산화단층촬영술(CT: Computed Tomography)과 싱크로트론 방사광(SR)을 이용하는 3차원 가시화 기술을 활용하고 있다. 이와 같은 새로운 분석계측 기술은 용사 코팅층의 균열거동을 연구하는 데 큰 도움이 될 것이다.

저자: El-Sheikhy, KOBAYASHI Akira
자료유형: 학술정보