나노압입/스크래치 시험을 활용한 Zirconium-계 박막금속유리의 기계적 특성연구
Study of Zirconium-based thin-film metallic glass mechanical properties using nanoindentation / scratch tests
- 주제(키워드) 금속유리 , 자유체적이론 , 나노압입 , 유한요소해석 , 나노스크래치 , Metallic glass , Free volume theory , Nanoindentation , Finite element analysis , Nanoscratch
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이형일
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- UCI I804:11029-000000066062
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
본 연구는 나노압입 / 스크래치 시험으로 Zr65Cu15Al10Ni10 박막금속유리의 기계적 특성을 조사한다. Abaqus UMAT 으로 수치구현된 자유체적모델과 나노압입시험을 사용해 자유체적모델 변수를 결정했고, 유한요소해석으로 기지재에 따른 박막금속유리의 변형거동을 분석했다. 박막금속유리의 두께가 증가할수록 자유부피가 증가함을 원자탐침 현미경으로 측정했고, Si 과 soda-lime glass 기지재 변화에 따라 쌓임 (pile-up) 과 함몰 (sink-in) 현상이 일어남을 확인했다. Burnett and Rickerby 모델과 나노스크래치 실험으로 박막금속유리 접착에너지를 측정했고, 계면층이 두꺼워질수록 접착에너지가 증가했다.
more초록/요약
The mechanical properties of Zr65Cu15Al10Ni10 thin-film metallic glass (TFMG) were investigated by nanoindentation / scratch tests. Free volume model parameters were determined using numerically implemented free volume theory and nanoindentation experiments. The deformation behavior of TFMG according to the substrate type was analyzed by finite element analysis (FEA). As the TFMG thickness increased, increasing free volume was observed with atomic force microscopy (AFM). It was confirmed that pile-up and sink-in occurred according to the change of Si and soda-lime glass substrates. The adhesion energy of TFMG was measured using the Burnett and Rickerby model and nanoscratch experiment, and the adhesion energy increased with the thickness of interfacial layer.
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