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SiC/SiC 복합재료 세라믹스 표면균열 탐지를 위한 초음파법 적용에 관한 기초연구
A Feasibility Study on the Application of Ultrasonic Method for Surface Crack Detection of SiC/SiC Composite Ceramics

남기우    (부경대학교 재료공학부   ); 이건찬    (   ); 향산황    (경도대학 energy 이공학연구소  );
  • 초록

    세라믹스의 비파괴평가 기술은 산업분야에 응용하기 위한 세라믹스 신뢰성 개발에 있어서 필수적인 기술이다. 본 연구는 초음파 C-Scan 방식을 이용하여 SiC 세라믹스의 표면균열을 탐상하기 위한 실험적 연구 결과를 제시하고자 한다. 이를 위해 SDS-win과 $\mu$ -SDS 두 종류의 초음파 장치와 25, 50 및 125 MHz의 초음파센서를 이용하여 세라믹스의 표면균열 탐상 가능성에 대해 실험적인 연구를 수행하였다. 본 연구 결과, 세라믹스의 표면미소균열은 결국 25 및 50 MHz 센스로 정밀하게 검출할 수 없었으나, 125 MHz 센서에 의한 집속법 탐상 결과 희미한 형상 정도를 검출할 수 있었으며, 비집속법의 경우는 비커스 압입자의 형상 검출이 가능함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구를 통하여, 초음파 C-Scan 집속 및 비집속 방법은 미세균열의 탐상방식으로 어느 정도 접근 가능함을 실험적으로 확인하였다


    Nondestructive evaluation(NDE) of ceramic matrix composites is essential for developing reliable ceramics for industrial applications. In the work, C-Scan image analysis has been used to characterize surface crack of SiC ceramics nondestructively. The possibility of detection of surface crack were carried out experimentally by two types of ultrasonic equipment of SDS-win and $\mu$ -SDS, and three types of transducer of 25, 50 and 125 MHz. A surface micro-crack of ceramics was not detected by transducer of 25 MHz and 50 MHz. Though the focus method was detected dimly the crack by transducer of 125 MHz, the defocus method could detect the shape of diamond indenter. As a whole, the focus method and the defocus method came to the conclusion that micro crack have a good possibility for detection.


  • 주제어

    SiC/SiC 세라믹스 .   C-스캔 .   집속법 .   비집속법 .   무라이처리.  

  • 참고문헌 (8)

    1. A. Tiwari, E. G. Henneke II and K. L. Reifsnider, 'Damage characterization of a crossply Sic/CAS-II ceramic composite under fatigue loading using a real-time acoustoultrasonic NDE technique,' Journal of Composites Technology & Research, JCTRER, Vol. 17, No. 3, pp. 221-227 (1995) 
    2. L. W. Anson, R. C. Chivers and K. E. Puttick, 'On the feasibility of detecting pre-cracking fatigue damage in metal-matrix composites by ultrasonic techniques,' Composites Science and Technology, Vol. 55, pp. 63-73 (1995) 
    3. Y. B. George, R. G. Edward and D. K. James, 'High frequency ultrasonic characterization of sintered silicon carbide,' J. Am. Ceram. Soc., Vol. 72, pp. 383-387 (1989) 
    4. Junichi Murai, 'Minimum Unite Rating Analysis Image', Japan Patent No. 2896385 
    5. K. W. Nam, S. S. Park, S. H. Ahn, J. Y. Do and I. D. Park, 'Fatigue behavior of STS316L weldments and degradation characteristic evaluation by ultrasonic test,' Journal of the KSNT, Vol. 23, No. 2, pp. 156-164 (2003)     
    6. G. Caprino and R. Teri, 'Residual strength evaluation of impacted GHP laminates with acoustic emission monitoring,' Composites Science and Technology, Vol. 53, pp. 13-57 (1995) 
    7. T. S. Jones, D. Polansky and H. Berger 'Radiation inspection methods for composites,' NDT International, Vol. 21, No. 4, pp. 277-282 (1988) 
    8. M. Nakatani, K. Ando and K. Houjou, 'Oxidation behaviour of $Si_3N_4/Y_2O_3$system ceramics and effect of crack-healing treatment on oxidation,' J. Eur. Ceram. Soc., Vol. 28, pp. 1251-1257 (2008) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Moon, Chang-Kwon ; Nam, Ki-Woo 2014. "Characteristics of Elastic Wave Generated by Wear and Friction of SiCf/SiC Composites" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing, 34(1): 23~30     

 저자의 다른 논문

  • 남기우 (154)

    1. 1996 "흡수에 따른 탄소섬유 강화수지의 파괴거동" 한국어업기술학회지 = Journal of the Korean Society of Fisheries Technology 32 (4): 402~410    
    2. 1997 "구조용 세라믹스 강도의 신뢰성 평가에 관한 연구" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 34 (2): 157~162    
    3. 1997 "강의 피로균열지연거동에 미치는 과대하중의 영향과 통계적 변동에 관한 연구" 韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology 11 (3): 76~88    
    4. 1997 "자동차 차체용 알루미늄 합금 판재의 기계적특성과 부식피로수명" 韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology 11 (2): 57~69    
    5. 1997 "스폿용접된 자동차 차체용 알루미늄 박판의 피로균열진전의 파괴역학적 평가" 韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology 11 (3): 20~28    
    6. 1997 "탄소섬유복합재료의 충격 손상에 따른 파괴 인성과 AE 특성" 비파괴검사학회지 = Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing 17 (2): 81~88    
    7. 1997 "Ni-기 자융성합금의 코팅에 관한 기초적 연구(I) - 용사입자의 편평거동이 코팅층의 기계적 특성에 미치는 영향 -" 한국동력기계공학회지 = Journal of the Korean Society for Power System Engineering 1 (1): 70~79    
    8. 1998 "용사법에 의해 제작된 금속/세라믹 경사기능 재료의 기계적 특성" 한국동력기계공학회지 = Journal of the Korean Society for Power System Engineering 2 (3): 41~48    
    9. 1999 "긴 균열을 갖는 알루미늄판재의 관통전후 피로거동" 한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas 3 (1): 1~7    
    10. 1999 "금속기지 내열 경사기능 복합재료 개발에 관한 연구" 韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology 13 (1): 62~69    

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