초록 ▼

세라믹은 본질적으로 취성파괴에 취약한 특성을 지니고 있기 때문에 구조재료로서의 성패는 파괴인성의 신뢰성 향상에 의하여 결정된다고 할 수 있다. 일반적으로 취성재료인 세라믹의 파괴인성값은 실험을 통하여 통계적으로 분포되어 나타나고 이와 함께 시험편 스케일 효과라는 특징을 보인다. 이 같은 파괴인성의 스케일 효과는 불균질한 미시구조와 스케일 변화에 따른 거시적 구조 사이의 기하학적의 크기 비 변화에 의한것으로 믿어진다.본 연구에서는 불균질 취성 구조세라믹의 파괴인성에 대한 통계학적 모델을 확률적 균열형성과정에 기초하여 제시하고

세라믹은 본질적으로 취성파괴에 취약한 특성을 지니고 있기 때문에 구조재료로서의 성패는 파괴인성의 신뢰성 향상에 의하여 결정된다고 할 수 있다. 일반적으로 취성재료인 세라믹의 파괴인성값은 실험을 통하여 통계적으로 분포되어 나타나고 이와 함께 시험편 스케일 효과라는 특징을 보인다. 이 같은 파괴인성의 스케일 효과는 불균질한 미시구조와 스케일 변화에 따른 거시적 구조 사이의 기하학적의 크기 비 변화에 의한것으로 믿어진다.본 연구에서는 불균질 취성 구조세라믹의 파괴인성에 대한 통계학적 모델을 확률적 균열형성과정에 기초하여 제시하고 제시된 모델을 이용하여 파괴인성과 R-곡선의 스케일 효과를 연구하였다. 재료의 불균질성을 나타내기 위하여 국부적 파괴에너지를 Weibull 분포함수로 이용하여 나타내었고, infinitesimal 균열성장의 조건으로는 Griffith 파괴조건을 사용하였다.연구결과를 요약하면 다음과 같다.(1) 불균질 취성재료 파괴인성 KIc의 확률분포 모델식을 제시하였다.모델식은 재료상수인 Weibull 파라메터 α, γ0 및 특성거리 c를 포함하고 있다.(2) 파괴인성 KIc에 대한 스케일 효과는 모델 내의 geometry 파라메터에 스케일된 값을대입하므로서 설명할 수 있다.(3) 알루미나로 된 ASTM 표준 시험편의 파괴인성 KIc과 R-곡선의 스케일 효과를 모델을 이용하여 나타내었다.

Abstract ▼

The applicability of ceramics to structural components dependson the reliable evaluation of fracture properties. Fracture toughness of heterogeneousbrittle materials such as ceramics used to present the scale effect as well as statisticallydistributed results.There is belief that both(scale ef

The applicability of ceramics to structural components dependson the reliable evaluation of fracture properties. Fracture toughness of heterogeneousbrittle materials such as ceramics used to present the scale effect as well as statisticallydistributed results.There is belief that both(scale effect and scatter) might be associated with eachother. However, no generally accepted theory has been established so far. Usingstatistical approach, a probabilistic model for the fracture toughness which describe thescale effect was studied in this research. Weibull distribution of specific fractureenergy(SFE) at local areas and Griffith criterion were applied to the model.Results of this research are summarized as following.(1) A probabilistic model for fracture toughness KIc of heterogeneous ceramics wasformulated, which includes Weibull parameters, a characteristic distance as materialconstants and parameters of specimen geometry.(2) The scale effects on fracture toughness KIc of heterogeneous ceramics areexplained by substituting the scaled values for geometrical parameters in the model.(3) The KIc and R-curve scale dependence of ASTM standard alumina specimenswas demonstrated by the probabilistic model.

목차 Contents

• 1. 서론...7
• 2. 불균질 세라믹스에서의 균열형성 모델...10
• 3. 세라믹스 파괴인성값에 대한 2차원 확률분포 모델...17
• 4. 두께를 고려한 파괴인성값의 확률분포 모델...18
• 5. 결과 및 고찰...21
• 6. 결론...32
• 부록...33
• 참고문헌...36
• 연구수행관련 논문발표 목록서...38
• 자체 평가서...39