구형압입시험을 통한 Zr계 비정질 합금의 유동특성 연구

Abstract

불규칙한 원자 배열로 인하여 결정질 재료와는 다른 변형특성을 나타내는 벌크 비정질 합금은 취성이 강하고, 항복 후 연신율이 매우 작아 기존의 일축 인장이나 압축시험을 통해서는 소성특성을 효과적으로 분석하는 것이 어렵다. 이에 최근 들어 작은 시험편의 소성특성을 폭넓게 분석할 수 있는 계장화 압입시험을 이용한 벌크 비정질 합금의 소성특성 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 나노 크기의 구형압입시험(spherical indentation)을 이용하여 두 종류의 Zr계 벌크 비정질 합금(Zr60Cu30Al10, Zr52.5Al10Ti5Cu17.9 Ni14.6)의 유동특성을 평가하였다. 유동특성 평가에 있어서 서로 다른 반지름을 가지는 세 개의 구형압입자(550nm, 3.3μm, 8.5μm)를 사용하여 실험을 수행하였으며, expanding cavity model에 기반하여 분석을 수행하였다. 또한, 결정질 재료에서는 압입자 반지름에 의존성을 가지며 전위의 거동에 따라 나타나게 되는 구형압입시험에서의 구형압입크기효과(spherical indentation size effect)가 벌크 비정질 합금에서는 어떤 양상을 나타내는지 체계적으로 분석하였다.