2.사업의 목적 및 필요성
과학 기술의 진보와 더불어 새로운 재료를 이용한 기계, 전자부품, 구조물들
이 속속 개발되고 있으며, 이러한 새로운 물질의 성공적인 사용을 위해서는 적
합한 재료 분석 기술이 필요하다. 재료 분석 기술은 재료의 화학적, 물리적, 전
기적, 기계적 특성에 따라 다양한 방법이 이용될 수 있다.
재료의 손상이나 결함, 마이크로구조인 변형 또는 잔류 응력은 요
요약문
1.제목
비파괴검사와 물성측정평가의 융·복합 기술 동향
2.사업의 목적 및 필요성
과학 기술의 진보와 더불어 새로운 재료를 이용한 기계, 전자부품, 구조물들
이 속속 개발되고 있으며, 이러한 새로운 물질의 성공적인 사용을 위해서는 적
합한 재료 분석 기술이 필요하다. 재료 분석 기술은 재료의 화학적, 물리적, 전
기적, 기계적 특성에 따라 다양한 방법이 이용될 수 있다.
재료의 손상이나 결함, 마이크로구조인 변형 또는 잔류 응력은 요구되는 부
품이나 구조의 무결성을 만족시키지 못하여 궁극적으로 원하지 않은 제품 기능
과 경제적 손실을 야기할 수 있게 된다. 잔류 응력 및 마이크로 구조의 결함은
원재료 단계에서 존재하였거나 또는 기계적 가공, 열처리 및 조립 단계에서 발
생할 수 있다.
또한 고온, 고압, 화학 및 방사선 환경과 같은 열악한 작동 환경하에서도 발
생될 수 있다. 따라서 부품이나 구조의 결함 발생을 초기에 진단하고 재료 손
상을 방지하기 위한 비파괴 검사가 중요하며, 물질의 정상적, 균질적 또는 예
측 가능한 측정값에서 벗어난 이상 현상을 조기에 발견하는 시스템의 개발은
중요하다. 이런 이상 현상 발견과 재료분석을 통하여 부품이나 구조의 남은 수
명을 예측함으로써 안전성과 경제성 모두에 크게 기여할 수 있게 될 것이다.
이를 위한 재료 평가 방법으로는 광학 현미경, 투과 전자 현미경, 주사 전자
현미경, X-선 회절등을 이용한 마이크로구조(Microstructure) 평가 및 경도
(Hardness), 인장(Tensile), 크립(Creep), 피로(Fatigue), 파괴 인성(Fracture
Toughness), 충격(Impact)등의 기계적 특성 평가, 그리고 광학적, 방사선, 전
자기, 초음파, 와전류, 열적 방법을 이용한 비파괴적인 평가 방법이 있다. 크
립은 소재에 일정한 스트레스가 가해진 상태에서 시간이 지남에 따라 소재의
변형이 계속되어 영구적으로 변형이 발생하는 현상이다. 피로는 재료에 하중
인가 및 제거가 반복적으로 가해질 때 발생하는 현상이다. 예를 들면, 얇은 금
속 막대를 구부렸다 폈다를 반복해서 계속하면 어느 순간에 금속 막대는 내부
에 피로가 누적되고 균열이 형성되어 마침내 절단된다.
현재 사용되는 많은 비파괴평가 기술은 일찍이 1970년대와 1980년대에 연
구 개발되었으며, 이를 통하여 밝혀지지 않았던 많은 재료 특성을 이해할 수
있게 되었으며, 안정적으로 기능을 수행할 수 있는 물질 개발에 도움을 얻을
수 있었다. 재료의 비파괴 검사로 물질의 마이크로구조 결함 및 잔류 스트레스
에 대한 정보를 알아낼 수 있으며, 이는 산업 설비 및 재료의 안전성을 더욱
향상시키는 결과를 가져다 줄 수 있는 것이다.
압인, 인장, 압축, 비틀림, 경도, 크랙, 충격등을 통한 재료의 기계적 물성
측정을 통한 재료 시험법과 초음파, 방사선, 음향 방출, 전자기, 누설, 자성 입
자, 형광 물질 침투, 와류전류등을 이용한 비파괴 검사를 통한 재료의 시험법
은, 현재 거의 모두 독립적으로 사용되고 있다.
그러나 균열, 잔류 응력, 결함과 같은 재료의 기계적 특성에 영향을 주는 메
커니즘의 복잡한 특성으로 인해서, 한가지 방법을 통해 얻은 데이터는 재료 분
석에 충분하지 못할 수가 있다. 즉 재료의 서로 다른 물성들을 측정함으로써
더 신뢰할 수 있는 정보를 얻을 수 있는 것이다. 이런 이유로 하나의 장비로써
두가지 이상의 물성 테스트를 수행할 수 있는 융복합 기술은 검사 시간과 비용
을 줄이며 분석의 정확성을 높일 수 있다는 장점이 있을 것이다. 예를 들면 경
도 측정을 위한 압인 시험과 경화층 깊이를 한 장비에서 할 수 있으면 측정 시
간의 절약과 두 물리양들 사이의 연관 관계를 빠른 시간안에 얻음으로써 측정
신뢰도를 더 향상시킬 수 있을 것이다.
현재 이런 융복합 재료 시험법과 비파괴 검사 방법을 통한 재료물성 측정평
가 기술은 아직 성숙하지 않았을 뿐만 아니라 시장도 형성되지 않은 단계이다.
따라서 이런 시장의 상황을 예측하기 위한 융복합 비파괴 검사와 물성 측정 평
가 기술의 연구 동향 및 시장 수요조사 사업이 필요할 것이다. 기술 선진국들
의 재료 시험의 융복합 장비와 비파괴 검사 기술의 개발 동향 파악을 바탕으로
개발 계획 수립과 실현 가능성 여부 및 활동 방향 설정을 위해서도 본 기술 조
사 사업이 필요할 것이다.
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