Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing (비파괴검사학회지)

The Korean Society for Nondestructive Testing (한국비파괴검사학회)
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Measurement of Elastic Constants of Thin Metallic Foil by Guided Wave Dispersion Characteristics

유도초음파 분산 특성을 이용한 박판의 탄성계수 측정

  • 이동진 (한국표준과학연구원 안전측정센터, 부산대학교 기계공학부 대학원) ;
  • 조윤호 (부산대학교 기계공학부) ;
  • 장강원 (세종대학교 기계항공우주공학부) ;
  • 조승현 (한국표준과학연구원 안전측정센터) ;
  • 안봉영 (한국표준과학연구원 안전측정센터)
  • Received : 2012.01.05
  • Accepted : 2012.02.10
  • Published : 2012.02.28
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Abstract

As the development of MEMS/NEMS structure and application technology the demand for an assessment of the mechanical properties have increased. The mechanical properties are mainly evaluated by using tensile test or ultrasonic wave measurement. However, the new technology have been developed such as nano-indentation, guided wave method because they have a limitation in case of a thin plate and thin film. In the study, the guided wave velocities are measured by electromagnetic-acoustic transducer(EMAT), the material properties of thin metallic foils are obtained using optimization process of the theoretical and experimental group velocity of guided wave. The Young's modulus obtained by the optimization process(201.6 GPa), nano-indentation(207.0 GPa) and literature value(203.7 GPa) of a $50{\mu}m$ thick nickel thin plate shows good agreement within 3%.

MEMS/NEMS 구조체의 개발과 응용기술의 발달로 박판 및 박막의 기계적 물성 평가에 대한 요구가 점차 늘어나고 있다. 기계적 물성은 주로 인장시험이나 초음파의 속도 측정으로 평가되어 왔으나, 박판/박막 구조의 경우 기존의 기술로는 측정에 한계가 있어 나노압입시험법, 유도초음파법 등의 새로운 기술이 개발되고 있다. 본 연구에서는 박판 구조의 금속재료의 탄성계수를 평가하기 위하여 EMAT으로 송수신된 박판내에서의 유도초음파 진행 속도를 측정하였으며, 이론적으로 계산된 유도초음파 군속도와 실험적인 군속도의 최적화 과정을 통해 최종적으로 박판의 탄성계수를 평가하였다. 두께 $50{\mu}m$의 니켈 박판에서 측정된 영률은 201.6 GPa이었으며, 나노압입시험법으로 측정된 207 GPa, 참고문헌의 203.7 GPa과 비교하면 약 3% 내에서 일치하는 결과이다.

Keywords

References

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