초록 ▼

재료의 기계적 성질은 재료의 미세 조직으로부터 출발한다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그러므로 여러 가지 미세 조직의 척도가 재료의 거동을 설명하는 모델에 사용되어 왔다. 다결정의 경우 이러한 척도의 대부분은 재료의 결정립의 방위와 형태를 기반으로 한다. 결정립의 형태에는 결정립 크기, 모양, 위상등이 있고 결정립의 방위는 방위분포함수(ODF)로 나타내어진다. 방위분포함수는 여러장의 극점도로부터 구하는 것이 일반적이다. 재료의 미세 조직의 형태에 대한 정보와 방위에 대한 정보가 지금까지 따로 측정되고 다른 척도로 사용되어왔다. 그러나

재료의 기계적 성질은 재료의 미세 조직으로부터 출발한다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그러므로 여러 가지 미세 조직의 척도가 재료의 거동을 설명하는 모델에 사용되어 왔다. 다결정의 경우 이러한 척도의 대부분은 재료의 결정립의 방위와 형태를 기반으로 한다. 결정립의 형태에는 결정립 크기, 모양, 위상등이 있고 결정립의 방위는 방위분포함수(ODF)로 나타내어진다. 방위분포함수는 여러장의 극점도로부터 구하는 것이 일반적이다. 재료의 미세 조직의 형태에 대한 정보와 방위에 대한 정보가 지금까지 따로 측정되고 다른 척도로 사용되어왔다. 그러나 Adams 등이 지적한대로 이 두 가지의 미세 조직을 나타내는 척도는 재료의 거동을 더 잘 이해하기 위해 반드시 서로 연관되어야 한다. 결정립의 형태와 방위는 서로 연관되어 재료의 성질에 영향을 미치기 때문이다. 방위분포함수 ODF에는 방위의 공간적 연관성을 나타내는 아무런 정보도 포함되어 있지 않다. 최근에 새로운 미세 조직 척도로 결정립의 방위의 공간적 분포에 대한 것이 제안되고 있다. 즉 결정립의 방위와 결정립의 공간적 분포를 함께 나타낼 수 있는 새로운 척도가 되는 것이다. 이렇게 제안된 것이 OCF(orientation coherence function)이며 OCF는 두 개의 특정 방위가 벡터 r만큼 떨어져 나타날 확률을 나타낸다. ODF를 결정립 방위를 나타내는one-point 함수라고 생각한다면, OCF는 결정립 방위를 나타내는 two-point라고 할수 있겠다. 방위분포함수를 f(g)라고 표현하고 OCF를 c(g,g'|r)로 표현하면 두 함수는 다음의 식으로 연결되어 진다.
f(g)= $\int\int\int$ c(g,g'|r)dg'
본 연구의 목표는 다음과 같다. 우선 중성자를 이용하여 미지의 시료의 전체부피의 평균 극점도를 측정하고, 이를 통해 미지의 시료의 방위분포함수를 구한다. 그 다음 같은 시료를 OCF를 구할 수 있게 적당히 절단하여 EBSD를 이용하여 각 절단면의 방위의 공간적 분포를 측정한다. EBSD의 측정 결과를 통해 미지의 시료의 OCF를 구하고 이를 통해 시료의 ODF를 계산한다. 그리고 중성자로 평가한 시료의 ODF와 EBSD로 평가한 OCF로부터 구한 ODF를 비교하여 본다. 이를 통해 EBSD로 평가한 OCF에 대해 고찰한다. 이와 같은 연구가 가능한 이유는 EBSD는 결정립의 SEM 영상과 방위를 동시에 측정할 수 있고, 중성자는 높은 투과율로 인해 시료 전체의 평균 정보를 얻을 수 있는 장점이 있기 때문이다 그러므로 본 연구에서는 중성자와 EBSD 방법의 장점을 이용하여 재료의 방위 함수인 ODF와 OCF를 평가하는 방법을 개발하려 한다.

Abstract

- Measurement of textures using Neutron diffraction and EBSD
- Calculation of the Orientation Coherence Function (OCF) of aluminiumsheet
- Analysis of texture and OCF of Al sheet of different annealing time

목차 Contents

• 제1장 서 론...8
• 제2장 국내$\cdot$외 기술 개발 현황...10
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...11
• 제1절 이론적 배경...11
• 1. OCF (Orientation Coherence Function)...11
• 2. 방위분포함수 (ODF)...14
• 3. 전자 후방 산란 회절법...15
• 4. 중성자 회절법/전자 후방 산란 회절법 비교...18
• 제2절 실험방법...18
• 제3절 결과 및 고찰...21
• 1. 간단한 다결정 모델의 OCF 계산...21
• 2. 열처리 시간에 따른 알루미늄 판재의 집합조직 변화...26
• 3. OCF와 ODF를 통한 알루미늄 판재의 미세조직 변화 평가...45
• 제4장 연구 개발 목표 달성도...46
• 제5장 연구개발결과의 활용 계획...47
• 제6장 참고문헌...48