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문제 정의
즉, 용질 I 원자 등의 자기확산에 의하여 치 ;' 유되는 미소한 손상, 표면의 화학 : 반응에 의해 치유된 표면부의 손 I 상, 그리고 분산시켜 둔 치유물질 ! 을 이용하는 결손이 큰 손상이다. i 이들에 대하여 생명체와 공업재 i 료의 치유를 비교해 보았다.
가설 설정
② 표면부의 손상 : 상처가 치 유된다고 하면, 먼저 떠오르는 것 은 피부 표면의 딱지일 것이다. 딱지가 생기면 아픈 것이 사라지 고 안심한다.
제안 방법
치유시간에 따른 강도변화를 조사하는 실험은 치유시간을 40분에서 40시간까지로 하여, 균열 치유시간이균열치유재의 실온 굽힘 강도에미치는 영향을 조사하였다. 그리고 1, 500°C에서 1시간 열처리한 균열 치유재의 굽힘강도 특성을조사하기 위하여 실온에서 1, 400 °C까지 3점 굽힘강도 시험을 실시하였다.
치유시간에 따른 강도변화를 조사하는 실험은 치유시간을 40분에서 40시간까지로 하여, 균열 치유시간이균열치유재의 실온 굽힘 강도에미치는 영향을 조사하였다. 그리고 1, 500°C에서 1시간 열처리한 균열 치유재의 굽힘강도 특성을조사하기 위하여 실온에서 1, 400 °C까지 3점 굽힘강도 시험을 실시하였다.
시험편은 표면 연삭 및 경면 « 연마를 실시한 후, 시험편의 균열치유현상 및 강도 특성을 조사하기 위하여 시험편 표면에 비커스 경도기를 이용한 indentation법으로 균열을 도입하였다. 표면 균열은 압입 하중 조절에 의하여 균열 길이가 2CM50〜700如가 되도록 하고, 안정한 균열을 형성시키기 위하여 20초 정도 하중을유지했다.
찰과상이나 골절과 같은 재료 ; 손상과 치유 : 치유대상의 손상을 ; 3가지로 나누어 보았다. 즉, 용질 I 원자 등의 자기확산에 의하여 치 ;' 유되는 미소한 손상, 표면의 화학 : 반응에 의해 치유된 표면부의 손 I 상, 그리고 분산시켜 둔 치유물질 ! 을 이용하는 결손이 큰 손상이다.
균열의 치유를 위한 기본적인 열처리 조건은 1, 500°C, 대기 중에서 1시간이다. 치유시간에 따른 강도변화를 조사하는 실험은 치유시간을 40분에서 40시간까지로 하여, 균열 치유시간이균열치유재의 실온 굽힘 강도에미치는 영향을 조사하였다. 그리고 1, 500°C에서 1시간 열처리한 균열 치유재의 굽힘강도 특성을조사하기 위하여 실온에서 1, 400 °C까지 3점 굽힘강도 시험을 실시하였다.
탄화규소(SiC) 시험편에서 치유거동을 보이기 시작하는 치유온토는 1, 500'C였고, 치유시간에따른 치유재의 실온 강도 특성을 조사하였다. 균열길이 2C=200 um의 시험편을 이용하여 40분에서 40시간까지 치유시간을 변화시켜 굽힘시험을 실시한 결과를 그림 3에 나타낸다.
대상 데이터
스테인 i 리스강 표면의 얇은 산화물 피막 ; 은 자기치유 되어 있기 때문에 ! 스테인리스강의 내식성은 극히 우수하다. 세라믹스에 있어서도 i 분산시킨 SiC의 산화에 의해 생 1 I 성하는 SiO2를 표면크랙의 치유 ; 에 이용하고 있다. 그림 1은 질화 i 규소/탄화규소 복합 세라믹스의 ! 균열치유 전후를 나타낸다.
성능/효과
그림 i I 에 나타내듯이 실온에서 평활재 | ! 의 굽힘강도는 약 560MPa이고, ! 균열의 도입으로 굽힘강도는 약 ; 140MPa까지 저하하였다. 균열 ! 치유재의 경우, 최적 치유조건으로 치유함으로써 약 600MPa까지 실온의 굽힘강도가 회복하였고, 일부는 평활재보다 더 높은 강도를 보였다. 그 러나 실험 온도가 600 °C를 넘으면 굽힘강도 가 급격히 저하하기 시 작하였고, 800°C에서는 300MPa 정도로 낮은 값을 보였다.
후속연구
①은 미리 원자, 전자 레벨에서 치유가 실시되어, 미래에도 이 방 법은 계속 사용될 것이라고 생각 돈(다. ②는 캡슐의 소형화나 분산 방법의 개량이 진행되어 복합재 나 콘크리트 이외의 재료에도 응 용될 것이다. 더구나 옛날에는 상 상도 할 수 없었던 새로운 재료 가 개발되어 지금의 자기치유가 얼마나 진보했는지, 또한 완전히 새로운 자기치유 재료가 나타나 지는 않을까?
새의 날개를 단순히 흉내 내는것이 아니라, 날개를 단순화하고고정 날개로 한 후에 성공하였다. 새보다도 높고 빠르고 멀리 날수 있는 비행기와 같이 자기치유재료도 산업이나 생활을 안전하게 유지하기 위하여 필수 불가결한 재료가 될 것으로 기대한다.
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