최소반사율 현상을 이용한 경도 평가 기법 연구 (A Study on the Evaluation of Surface Hardness by Using the Minimum Reflection)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 70권 / 3호 / 270 ~ 276페이지
· 저자명 : 염윤택, 이택규, 김학준, 송성진, 이형호, 권성덕

초록

재료의 표면 경도를 평가하는 방법으로는 압입 경도, 반발 경도, 긋기 경도 등 접촉식 경도 측정법이널리 사용되고 있으며, 재료 표면의 경도를 정량적으로 측정 할 수 있다. 하지만 이러한 접촉식 경도측정법은 측정 압흔으로 인한 시험편 훼손 및 재료의 형상 (굴곡진 형상)에 따른 제약이 발생하고 있으며, 재료의 경도에 따라서 측정 하중 및 기법이 변화하는 단점을 갖고 있다. 재료의 경도는 주로 표면에서발생하며, 초음파의 최소반사율 현상을 이용한 표면 물성의 평가를 통해서 경도의 변화를 분석할 수 있다.
초음파가 액체-고체 경계면에서 특정 각(레일리 각)으로 입사될 때, 레일리 표면파가 발생하고, 경계면에서반사율이 급격히 감소하는 현상을 최소반사율 현상 (Minimum reflection)이라고 한다. 본 연구에서는최소반사율 현상을 이용하여 재료 표면에서의 표면파 전파 특성을 측정하고 수정 섭동 이론을 이용하여경화된 영역도 분석하였다. 이를 통해 최소반사율 현상을 이용한 비접촉식 경도 측정방법을 제시하였고, 표준경도 시험편에 적용하여 기법의 신뢰성을 확인하였다

영어초록

Contact-type methods that are widely uses to evaluate the surface hardness of materials include the indentation press and the rebound and scratch hardness methods and can be used to measured quantitatively the hardness of a materials surface. However, these contact hardness measurements are limited by specimen damage due to indentation and by the shape (curved shape) of the material.
A disadvantage is that various measurement loads and methods are needed depending on the hardness of the material. When ultrasonic waves are incident at a specific angle (Rayleigh angle) on a liquid-solid interface, Rayleigh surface waves are generated, and a rapid decrease in reflectance, called the minimum reflection, occurs at the interface. The hardness of a material mainly depends on the change in the hardness of surface region, which can be evaluated from the propagation characteristics of a surface wave by using the minimum reflection phenomenon of ultrasonic waves.
In these study, the propagation characteristics of a Rayleigh surface waves for hard specimens were evaluated by using the minimum reflection and the hard surface region was analyzed using modified perturbation theory. A non-contact hardness measurement method using the minimum reflection was proposed and the reliability of the proposed in this study, method was demonstrated by applications to standard hardness specimens.

참고자료

· 없음