어닐링에 의한 구조적 완화가 벌크 비정질 합금의 소성 변형 거동에 미치는 영향에 미치는 영향 분석

Abstract

벌크 비정질 합금(bulk metallic glass, BMG)은 비정질 형성 온도(Tg) 이하로 어닐링하면 자유부피(free volume)가 변화하여 구조적 완화가 일어난다고 알려져 있다. 본 연구에서는 어닐링에 따라 BMG가 나타내는 소성변형 거동의 변화를 계장화 압입시험을 통해 체계적으로 분석하기위해, Zr-계 벌크 비정질 합금에 대하여 Tg 이하의 온도인 600 K에서 시간을 달리하며 어닐링을 수행하여 어닐링하지 않은 시험편과 비교하였다. 각각의 시험편에 대해 계면접합기술을 이용하여 압입시험편을 준비하였고, 그 계면에 0.5mm 반경의 구형 압입자로 압입시험을 수행하였다. 구형압입으로 생성된 압입흔적 하부의 소성 영역에 추가로 나노압입시험을 수행하여 나노경도값의 변화를 관찰하였다. 결과적으로 (1) 열처리하기전의 시험편, (2) 열처리한 시험편, 그리고 (3) 열처리하기 전의 시험편에 대해 구형압입으로 소성변형 시킨 후 어닐링을 수행한 시험편으로부터 얻은 각각의 나노압입시험 결과를 비교함으로써, 구조적 완화에 따른 비정질 합금의 불균일 변형 특성 변화를 정량적으로 분석할 수 있었다.