본문내용
1. 세라믹의 경도와 인성 측정
1.1. 실험 목적
이 시험은 다이아몬드 피라미드 형상의 압자를 사용하는 DVK-2S Hardness Tester를 이용하여 재료의 경도 및 파괴인성을 측정하고, 세라믹 재료에서 균열전파에 대한 저항을 나타내는 물성인 파괴인성(Fracture Toughness, K_{IC})을 DVK-2S Hardness Tester를 통해 IF법으로 측정하는 것이 목적이다.
1.2. 실험 이론 및 원리
1.2.1. 경도(硬度)
경도(硬度)는 물체의 굳고 무른 정도를 나타내는 것으로, 주로 광물이나 금속의 성질을 나타내는데 많이 쓰인다. 이를 수량으로 나타내기는 어렵기 때문에 보통 굳기시험기에 의한 측정값을 사용한다. 굳기시험기의 종류에 따라 각종의 굳기가 정의되는데, 일정한 하중 아래서 가압침에 의해 생기는 깊이 또는 하중을 움푹하게 패인 면적으로 나눈 값으로써 굳기를 나타내기도 한다. 그러나 패인 깊이 등은 시험 재료의 항복강도뿐만 아니라 가공경화의 정도에도 영향을 받는다. 때문에 하중을 차례로 변동시켜 하중 0에 외삽한 굳기를 사용하면 물리적 의의도 비교적 명확하고 항복강도와 비교할 수 있는 값이 된다고 추정된다.
광물 등의 경우에는 활석, 석고, 방해석, 형석, 인회석, 정장석, 수정, 황옥, 강옥, 다이아몬드 등과 같은 10가지 광물로 차례로 긁어 상처가 생기면 그 광물보다 굳기가 낮은 것으로 정하는 모스굳기가 사용된다. 입자살이나 전자기파의 경우에는 물질에 대한 투과력의 정도를 대략 나타내는 것으로서, 우주선의 굳은 성분, 무른 성분 또는 굳은 X선, 무른 X선 등의 분류가 이루어진다.경도는 단단한 물체의 침입에 대한 저항성으로 정의된다. 경도는 압입식, 긁기식, 반발식 등 여러 가지의 방법으로 측정이 가능하다. 그 중 압입식은 물질(구, 원추, 각추 등)을 재료에 압입시켜 그 압입 흔적의 깊이나 면적으로 경도를 측정하는 방법이다. 특히 세라믹의 경도는 정사각형 압입흔적을 형성하는 비커스 압자를 이용하는 비커스 경도법과 마름모형 압입흔적을 형성하는 누프 압자를 이용하는 누프 경도법으로 측정한다. 세라믹의 경우 비커스 경도법을 많이 사용한다.
비커스 경도 측정법은 대면각 136°의 정사각형 다이아몬드 압자를 이용하여 시편에 압입 흔적을 낸 후 대각선 길이를 측정하여 경도 값을 산출하는 방식이다. 즉, Vickers 경도는 대면각(α) 136°인 피라미드형 다이아몬드제 압자를 세라믹재료 면에 살짝 대어 눌러 피트를 만들고, 하중을 제거한 후에 남은 영구 피트의 표면적(d^2)으로 하중(P㎏)을 나눈 값으로 나타내는 굳기(HV : Vickers 경도(㎏/㎟))로 나타낸다.
이처럼 경도는 단단한 물체의 침입에 대한 저항성을 측정하는 것으로, 압입식, 긁기식, 반발식 등 다양한 방법으로 측정할 수 있다. 특히 세라믹 재료의 경도는 주로 비커스 경도법을 이용하여 측정한다.
1.2.2. 인성(靭性)
인성(靭性)이란 재료가 지닌 점성의 강도를 말하며, 다른 힘에 의해서 파괴하기 어려운 ...
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