보고서 A+/실험강좌 수석/학과수석/학점4.5-고분자 인장시험-예비 및 결과보고서

소개글

본 보고서는 학과수석, 보고서 만점, 당시 실험강좌 수석을 하였으며 총점 4.5의 작성자의 보고서입니다.
고찰의 오차의 원인과 추가이론, 해석하기 어려웠던 고분자 인장시험을 계산하였습니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 고찰

본문내용

Ⅰ. 실험 목적
만능 재료 시험기(Universal Testing Machine, UTM)에 대한 원리 및 사용 방법에 대해 숙지하고 인장 시험을 통해 응력-변형율 곡선(strain-stress curve)을 구함으로써 고분자 고체 재료의 기계적인 거동을 파악해 본다.

Ⅱ. 실험 이론
* 연성 및 취성
① 연성 재료(Ductile material)
- 인장력이 작용했을 때 변형하여 늘어나는 재료.
- 재료가 탄성한계 이상의 힘을 받아도 파괴되지 않고 재료가 가늘고 길게(얇고 넓게) 늘어나는(펴질 수 있는) 성질을 가진 재료. 즉, 변형률을 가지는 재료.
- 연성재료는 충격이나 에너지를 많이 흡수할 수 있고 과하중이 작용할 때 파괴에 앞서 큰 변형을 보여주기 때문에, 엔지니어들은 설계에 있어 연성 재료를 많이 선택한다.
- 연성의 크기: 금 > 은 > 알루미늄 > 구리 > 백금 > 납 > 아연 > 철 > 니켈
- 재료의 연성을 표시하는 방법: 파단시 "퍼센트 신장률" 또는 "퍼센트 단면적 감소율"의 값을 명시

② 취성 재료(Brittle material)
- 파단 전에 항복 현상이 전혀 또는 거의 일어나지 않는 재료
- 항복강도가 존재하지 않는 재료. 탄성 구간을 넘어 소성 구간에 접어들면 거의 즉시 파괴된다.
- 취성 재료의 응력-변형률 선도는 탄성 구간 밖에 존재하지 않음.
- 항복 응력이 거의 극한 강도와 동일하다.
- 대표적인 예로 회주철, 유리, 콘크리트, 세라믹 등
- 취성 재료는 인장 하중에 비해 압축 하중에 훨씬 더 잘 견딜 수 있다.
- 인장 하중의 경우 시편 내의 불완전한 부분이나 미세균열에서 매우 빠른 속도로 시편의 단면 전체에 퍼짐으로써 항복 현상 없이 즉시 파단
- 압축 하중의 경우 시편 내의 발생한 균열 등이 압축 하중에 의해 닫히고, 하중이 증가함에 따라 변형률이 커지면 서 옆으로 불룩 나오는 형상을 하게 된다.

참고 자료

Joel R. Fried, “고분자공학개론”, 자유아카데미, 2015, pp187-195
백승호, “재료시험 및 NDT”, 기전연구사(2017), p39-56
동국대학교 화공생물공학과, “단위조작실험”, 이명천 외, 2019