계장화 압입시험을 이용한 Cu-Zr 벌크 비정질 합금의 시간의존적 변형 분석: 압입변형율의 영향

Abstract

최근 비정질 합금이 상온 분위기에서도 시간의존적 소성변형을 나타낸다는 새로운 연구결과들이 발표되고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 상온에서Cu-Zr 벌크 비정질 합금이 나타내는 시간의존적 크립거동을 나노압입시험으로 분석하였다. 벌크 형성이 가능한 2원계 Cu-Zr 비정질 합금 중 초기 자유부피(free volume)가 가장 많거나 적다고 알려진 Cu50Zr50과 Cu65Zr35 합금에 대하여 나노압입 크립시험을 수행하였고, 압입자로는 4가지의 삼각뿔 압입자(중심축에서 압입자 면까지의 각도가 각각 35°, 50°, 65°, 70°)와 구형압입자(압입자반경 30um)를 이용하였다. 우선 구형압입시험을 수행하여 Herzian 이론에 의한 탄성영역을 결정하였고, 이를 기준으로 탄성영역부터 소성영역까지 다양한 최대하중에서 나노압입크립 시험을 수행하였다. 또, 서로 다른 각도를 가진 삼각뿔 압입자들을 이용하여 압입변형율을 달리한 압입크립시험을 수행하였다. 이상의 결과를 종합하여, 압입 변형율이 비정질 합금의 크립거동에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다.