KR101420092B1 - Method For Measuring Minute Structural Change of Material and System Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 재료의 미세 변화 측정 방법은 피검사 재료에 제1 압축 응력을 제공하는 단계, 상기 재료에 제1 압축 응력이 제공된 상태에서 주파수가 다른 교류신호들을 입력하면서 상기 재료에서 출력되는 전기 임피던스를 측정하는 단계, 및 출력된 전기 임피던스를 분석하여 상기 재료의 미세 변화 여부를 결정하는 분석 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.A method for measuring fine changes in a material according to the present invention includes the steps of providing a first compressive stress on a material to be inspected, applying an alternating current signal having different frequencies in a state where a first compressive stress is applied to the material, And an analyzing step of analyzing the output electrical impedance to determine whether the material is fine-tuned.
Description
본 발명은 재료의 미세 변화 측정 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 재료에 압축 응력을 가하면서 재료의 임피던스를 측정하여 재료의 미세 변화를 측정하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for measuring micro-change of a material. More particularly, the present invention relates to a method for measuring the micro-change of a material by measuring the impedance of the material while applying compressive stress to the material.
재료의 임피던스는 고유한 특성으로 나타나게 되며, 온도, 코팅의 두께, 코팅 내부 박리, TGO성장 등 재료의 변화에 따라 임피던스 값도 변화하게 된다. 따라서 임피던스의 변화를 측정하면 재료 내부의 미세조직의 변화를 알 수 있다.Impedance of the material appears as a unique characteristic, and the impedance value changes according to the change of material such as temperature, coating thickness, internal peeling of the coating, TGO growth. Therefore, the measurement of the impedance change shows the change in the microstructure inside the material.
임피던스 분광법은 주파수가 다른 교류신호를 입력하여 재료에서 출력되는 전기 임피던스를 측정하는 방법으로서 부식, 반도체, 연료전지, 전기도금 그리고 전기-유기합성 등의 연구에 널리 이용되고 있고, 최근에는 열차폐코팅(TBC)된 재료의 내부 박리나 TGO성장을 평가하는 도구로서 연구되고 있으며, 세라믹 코팅의 기공을 평가하는 방법으로도 사용되고 있다.Impedance spectroscopy is a method for measuring the electrical impedance output from a material by inputting AC signals of different frequencies and is widely used for research on corrosion, semiconductors, fuel cells, electroplating, and electro-organic synthesis. In recent years, (TBC), and is also used as a method for evaluating the porosity of ceramic coatings.
그러나 지금까지의 임피던스 분광법은 재료의 미세한 변화를 측정하기에는 기술적 한계가 있으며, 재료의 미세한 변화를 측정함에 있어 보다 향상된 방법 및 시스템이 요구된다.
However, impedance spectroscopy up to now has technical limitations in measuring minute changes in materials and requires improved methods and systems for measuring minute changes in materials.
본 발명의 목적은 재료의 미세 변화 측정 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method and system for measuring micro-change of a material.
본 발명의 다른 목적은 임피던스 분광법을 사용하여 재료의 미세 변화를 측정하는 향상된 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an improved method and system for measuring fine variations in materials using impedance spectroscopy.
본 발명의 또 다른 목적은 응력을 조절하면서 임피던스를 측정함으로써 더욱 효율적으로 재료의 미세 변화 측정할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method and system that can more effectively measure minute changes of a material by measuring impedance while controlling stress.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 재료의 미세 변화 측정 방법은 피검사 재료에 제1 압축 응력을 제공하는 단계; 상기 재료에 제1 압축 응력이 제공된 상태에서 주파수가 다른 교류신호들을 입력하면서 상기 재료에서 출력되는 전기 임피던스를 측정하는 단계; 및 출력된 전기 임피던스를 분석하여 상기 재료의 미세 변화 여부를 결정하는 분석 단계를 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for measuring fine changes in a material, the method comprising: providing a first compressive stress to a material to be inspected; Measuring an electrical impedance output from the material while inputting AC signals of different frequencies with the first compressive stress applied to the material; And an analyzing step of analyzing the output electrical impedance to determine whether the material is fine-tuned.
분석 단계에서 임피던스 위상값이 떨어지는 영역이 존재하는 경우 재료 내 미세 변화가 있는 것으로 결정할 수 있다.If there is a region where the impedance phase value falls in the analysis step, it can be determined that there is a fine change in the material.
본 발명의 다른 실시예에 따른 재료의 미세 변화 측정 방법은 재료에 제2 압축 응력을 제공하는 단계 및 상기 재료에 제2 압축 응력이 제공된 상태에서 주파수가 다른 교류신호들을 입력하면서 상기 재료에서 출력되는 전기 임피던스를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for measuring fine changes in a material according to another embodiment of the present invention includes the steps of providing a second compressive stress to a material and providing a second compressive stress to the material, And measuring the electrical impedance.
제2 압축 응력의 크기는 상기 제1 압축 응력의 크기보다 크고, 상기 분석 단계에서 제1 압축 응력 상태에서의 전기 임피던스 보다 제2 압축 응력 상태에서의 전기 임피던스의 위상값이 떨어지는 영역이 존재하는 경우 재료 내 미세 변화가 있는 것으로 결정할 수 있다.When the size of the second compressive stress is larger than the magnitude of the first compressive stress and the phase of the electrical impedance in the second compressive stress state is lower than the electrical impedance in the first compressive stress state in the analysis step It can be determined that there is a fine change in the material.
피검사 재료는 열차폐코팅(TBC)된 재료이며, 측정되는 재료의 미세 변화는 내부 박리 또는 TGO 성장일 수 있다.The material to be inspected is a thermal barrier coated (TBC) material, and the fine changes in the material being measured may be internal delamination or TGO growth.
본 발명의 일 실시예에 따른 재료의 미세 변화 측정 시스템은 피검사 재료에 압축 응력을 인가하는 압축부 및 상기 재료에 주파수가 다른 교류신호들을 입력하면서 상기 재료에서 출력되는 전기 임피던스를 측정하여 분석하는 임피던스 분석부를 포함하여 이루어진다.A system for measuring micro-change of a material according to an exemplary embodiment of the present invention includes a compression unit for applying a compressive stress to a material to be inspected and an AC impedance analyzer for measuring and analyzing an electrical impedance output from the material while inputting AC signals having different frequencies to the material And an impedance analyzer.
재료에 고온 등온 환경을 제공하는 등온 오븐을 더 포함할 수 있다.The material may further include an isothermal oven that provides a high temperature isothermal environment.
압축부는 상기 재료의 양면에 부착되어 압축 응력을 인가하는 지그 및 상기 압축 응력의 크기를 조절하는 제어기를 포함하여 이루어질 수 있다.
The compression section may comprise a jig attached to both sides of the material to apply a compressive stress and a controller for adjusting the magnitude of the compressive stress.
본 발명은 재료에 압축 응력을 가해거나 압축 응력의 크기를 조절하면서 임피던스를 측정함으로써 재료 내부의 미세 박리, 산화 등 재료의 미세한 변화도 측정할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 효과를 갖는다.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an effect of providing a method and a system capable of measuring minute changes in materials such as fine peeling and oxidation inside a material by applying compressive stress to the material or adjusting the magnitude of compressive stress while measuring the impedance.
제1도는 열차폐 코팅된 재료의 구조를 보여주는 단면도이다.
제2도는 종래 임피던스 분광법에 의한 임피던스 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
제3도는 시편 A 내지 G의 SEM 사진이다.
제4도는 본 발명의 일 실시예에 따른 재료의 미세 변화 측정 방법의 순서도이다.
제5도는 본 발명의 일 실시예에 따른 재료의 미세 변화 측정 시스템의 구성도이다.
제6도는 임피던스를 측정하기 위한 전극이 부착된 시편을 보여주는 도면이다.
제7도는 등온 오븐 내에 시편이 위치된 상태를 보여주는 도면이다.
제8도 내지 제14도는 본 발명의 일 실시예에 따라 시편 A 내지 G의 임피던스를 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
제15도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재료의 미세 변화 측정 방법의 순서도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a thermally sprayed material. FIG.
FIG. 2 is a graph showing the impedance measurement result by the conventional impedance spectroscopy.
FIG. 3 is a SEM photograph of specimens A to G. FIG.
FIG. 4 is a flow chart of a method for measuring micro-change of a material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of a system for measuring micro-change of a material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a specimen to which an electrode for measuring impedance is attached.
FIG. 7 is a view showing the state where the specimen is placed in the isothermal oven.
FIGS. 8 to 14 are graphs showing the results of measuring the impedance of the specimens A to G according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flow chart of a method for measuring micro-change of a material according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 재료의 미세 변화를 측정할 수 있는 방법 및 시스템에 관한 것으로 피검사 재료에 압축 응력을 제공하면서 임피던스 분광법에 따라 재료의 임피던스를 측정하여 재료의 미세 변화를 측정하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method and a system capable of measuring minute changes in a material, and is characterized by measuring the impedance of a material according to an impedance spectroscopy while providing a compressive stress to the material to be inspected, and measuring the minute change of the material.
이하에서 열차폐 코팅(TBC)된 재료를 피검사 재료로 사용하여 본 발명에 따른 재료의 미세 변화 측정 방법 및 시스템을 설명한다. 그러나 이는 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 본 발명을 보다 용이하게 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐 본 발명에 따른 방법 및 시스템이 열차폐 코팅된 재료의 미세 변화 측정에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a method and system for measuring micro-change of a material according to the present invention will be described using a thermal barrier coated (TBC) material as a material to be inspected. It is to be understood, however, that this is done to more readily explain the present invention to those skilled in the art, and the method and system according to the present invention is limited only to the measurement of micro-variations of thermally sprayed materials no.
열차폐 코팅된 재료는 도 1에 도시된 바와 같이 금속 모재(1), 금속 모재 위에 증착되어 모재의 산화와 고온 부식을 방지해주며 사용중에 세라믹과 모재 사이의 특성 차이를 완화시키며 결속력을 유지시키는 본드 코팅층(BC:Bond Coating)(2), 및 금속 모재로의 열전달을 감소시켜 주기 위한 실질적인 열차폐 역할을 하는 탑 코팅층(TC:Top Coating)(3)으로 이루어지며, 사용 중 본드 코팅층의 산화에 의해 본드 코팅층과 탑 코팅층 사이에 TGO(Thermally Grown Oxide)층(4)이 형성된다.As shown in FIG. 1, the thermal spray coating material is deposited on a metal base material (1) and a metal base material to prevent oxidation and high temperature corrosion of the base material and alleviate a characteristic difference between the ceramic and the base material during use, And a top coating (TC) 3 serving as a substantial heat shield for reducing heat transfer to the metal base material, and the oxidation of the bond coat layer during use A thermally grown oxide (TGO)
TGO층은 코팅된 재료의 수명을 결정하는데 중요한 역할을 하기 때문에 열차폐 코팅된 재료에서 TGO층의 발생 여부를 측정하는 것이 중요하나 열화가 많이 진행되지 않은 경우 TGO층의 발생 여부를 측정하는 것은 용이하지 않다.Since the TGO layer plays an important role in determining the lifetime of the coated material, it is important to measure the generation of the TGO layer in the thermally sprayed material, but it is not easy to measure the occurrence of the TGO layer I do not.
본 발명의 일 실시예에 따라 재료의 미세 변화를 측정하기 위해 피검사 재료로서 3㎜ 모재에 APS방법의 TBC코팅으로 약 210㎛ 두께의 본드 코팅, 약 230㎛의 세라믹 탑 코팅을 한 시편 A 내지 G를 준비하고, 각각 1173K에서 0, 50, 100, 200, 400, 800, 1600시간 등온열화하였다.According to one embodiment of the present invention, in order to measure the micro-change of the material, a 3 mm base material as a material to be inspected was coated with a TBC coating of the APS method to form a 210 탆 thick bond coat and a ceramic top coat of about 230 탆. G were prepared, and are subjected to isothermal deterioration at 1173K for 0, 50, 100, 200, 400, 800 and 1600 hours.
이러한 시편을 종래 임피던스 분광법으로 측정하면 도 2와 같이 800시간 등온열화시킨 시편 F와 1600시간 등온열화시킨 시편 G에서 주파수 200kHz 대역에서 위상값이 떨어짐을 확인할 수 있으며, 이러한 결과로부터 800시간 및 1600시간 등온열화시킨 시편 F와 시편 G에 TGO층이 발생함을 알 수 있다.As shown in FIG. 2, when the specimen is subjected to the isothermal deterioration for 800 hours and the specimen G subjected to the isothermal deterioration for 1600 hours, the phase value falls in the frequency band of 200 kHz. As a result, 800 hours and 1600 hours It can be seen that the TGO layer is generated in specimen F and specimen G with isothermal deterioration.
그러나 이러한 시편을 전자현미경(SEM)으로 관찰해보면, 도 3에 도시된 바와 같이 800시간, 1600시간 등온열화된 시편뿐만 아니라 200시간, 400시간 등온열화된 시편 D와 시편 E에서도 실제 TGO층이 발생되었음을 확인할 수 있다. However, when these specimens were observed with an electron microscope (SEM), as shown in FIG. 3, not only isothermal deteriorated specimens for 800 hours and 1600 hours but also specimens D and specimens E deteriorated for 200 hours and 400 hours, .
본 발명에 따른 재료의 미세 변화 측정 방법 및 시스템은 위와 같이 종래 임피던스 분광법에 의해 측정할 수 없었던 재료의 미세 변화도 측정할 수 있는 방법으로서 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The method and system for measuring micro-change of the material according to the present invention can measure the micro-change of the material which can not be measured by the conventional impedance spectroscopy as described above.
본 발명의 일 실시예에 따른 재료의 미세 변화 측정 방법은 도 4에 도시된 바와 같이 압축 응력 제공 단계(S100), 임피던스 측정 단계(S110) 및 분석 단계(S120)를 포함하여 이루어진다.The method for measuring micro-change of a material according to an embodiment of the present invention includes a compressive stress providing step (S100), an impedance measuring step (S110) and an analyzing step (S120) as shown in FIG.
압축 응력 제공 단계(S100)는 피검사 재료에 압축 응력을 제공하는 단계이다. The compressive stress providing step (SlOO) is a step of providing compressive stress to the material to be inspected.
임피던스 측정 단계(S110)는 종래 임피던스 분광법과 동일하게 재료에 주파수가 다른 교류신호들을 입력하면서 상기 재료에서 출력되는 전기 임피던스를 측정하는 것이나 재료에 압축 응력이 제공된 상태에서 전기 임피던스가 측정됨에 차이가 있다.The impedance measurement step S110 is different from the conventional impedance spectroscopy in that the electric impedance outputted from the material is measured while the alternating signals having different frequencies are inputted to the material and the electric impedance is measured in a state where the material is subjected to compressive stress .
분석 단계(S120)는 임피던스 측정 단계에서 출력된 전기 임피던스를 분석하여 재료의 미세 변화 여부를 결정하는 단계이다.The analyzing step S120 is a step of analyzing the electrical impedance output from the impedance measuring step to determine whether the material is finely changed or not.
이러한 방법에 따라 재료의 미세 변화를 측정하기 위해 피검사 재료에 압축 응력을 인가하는 압축부 및 임피던스 분석부로 구성된 시스템이 필요하며, 이러한 시스템은 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다.A system composed of a compression section and an impedance analyzing section for applying a compressive stress to a material to be inspected is required in order to measure a minute change of the material according to this method, and this system can be implemented as shown in Fig. 5, for example .
도 5를 참조하면, 압축부는 피시험 재료에 압축 응력을 인가하는 지그(110, 120) 및 압축 응력의 크기를 조절하는 제어기(도시되어 있지 않음)로 구현될 수 있으며, 임피던스 분석부는 피시험 재료에 주파수가 다른 교류신호들은 입력하면서 재료에서 출력되는 전기 임피던스를 측정하여 분석하는 임피던스 분석기(200)로 구현될 수 있으며, 추가적인 분석을 위한 컴퓨터(300)를 구비할 수 있다.5, the compressing section may be implemented with
재료 양면에 부착된 지그(110, 120)는 재료에 압축 응력을 인가하는 장치로서, 임피던스 측정을 위한 전극(201, 202)이 재료 양면의 중앙에 위치할 수 있도록 주변에만 압축응력이 가해지도록 할 수 있다. 이 경우 재료 양쪽에 응력을 가하더라도 재료에 작용하는 응력 방향이 다르기 때문에 실제 작용하는 응력 방향은 Abaqus 축대칭 모델을 사용하여 해석할 수 있다.The
임피던스 분석기(200)는 HP 4294A와 같은 임피던스 분석기가 사용될 수 있으며, 재료 양편에 전극을 붙이고 Pt 와이어와 같은 전선(203, 204)으로 연결하여 피검사 재료에 교류신호를 입력하고 재료로부터 출력되는 전기 임피던스를 측정하여 분석한다(도 6 참조).An impedance analyzer such as HP 4294A may be used as the
또한 전기 임피던스는 측정 환경의 온도에 영향을 받기 때문에 피검사 재료에 임피던스를 측정할 수 있는 고온 등온 환경을 제공할 수 있는 등온 오븐(400)을 구비하는 것이 바람직하며, 등온 또는 고온 조건을 확인하기 위한 온도계(500), 써모커플(510) 등을 구비할 수 있다(도 7 참조). Also, since the electrical impedance is influenced by the temperature of the measurement environment, it is preferable to provide an
이러한 시스템을 이용하여 473K의 온도에서 60MPa부터 300MPa까지 압축 응력을 증가시키면서 앞서 설명한 시편 A 내지 G의 임피던스를 측정하였고 그 결과는 도 8 내지 도 14와 같다.Using these systems, the impedance of the specimens A to G was measured while increasing the compressive stress from 60 MPa to 300 MPa at a temperature of 473 K. The results are shown in FIGS. 8 to 14.
도 8과 도 9를 보면, 0~50시간의 등온열화에 의해서는 재료 내부에 TGO층이 거의 존재하지 않기 때문에 응력이 집중되는 부분이 거의 없어 응력 상태가 변화하더라도 위상값이 달라지지 않는다(도 9에서 240 MPa 응력하의 주파수 100~200kHz에서 임피던스 위상값이 갑자기 상승한 것은 외부요인에 의한 것으로서 임피던스를 측정할 경우에는 가능한 외부환경에 영향을 받지 않도록 환경을 조성하는 것이 바람직하다).8 and 9, since there is almost no TGO layer in the material due to the isothermal deterioration of 0 to 50 hours, there is almost no portion where stress is concentrated, so that the phase value does not change even when the stress state changes The sudden rise of the impedance phase value at a frequency of 100 to 200 kHz under the stress of 9 to 240 MPa is due to external factors and it is desirable to create an environment so that the impedance is not influenced by the external environment when measuring the impedance.
그러나 도 10과 도 11을 보면, 종래 임피던스 분광법으로는 위상값이 떨어지는 현상을 측정할 수 없었던 100~200시간 등온열화된 시편 C와 D에서는 응력이 커짐에 따라 위상값이 떨어지는 현상이 나타나고, 도 12 내지 도 14를 보면 400시간이상 등온열화된 시편에서는 모든 응력범위에서 위상값이 떨어지는 현상이 보인다.However, in FIGS. 10 and 11, in the case of the specimens C and D having isothermal deterioration for 100 to 200 hours, in which the phenomenon of the phase value dropping can not be measured by the conventional impedance spectroscopy, the phase value is decreased as the stress is increased. 12 to 14, there is a phenomenon in which the phase value falls in all the stress ranges in the specimen deteriorated at isothermal temperature over 400 hours.
즉, 100시간이상 등온열화된 시편 C 내지 시편 G에 TGO층이 발생하였음을 확인할 수 있다.That is, it can be confirmed that the TGO layer is generated in the specimen C to the specimen G which is isothermal deteriorated for 100 hours or more.
또한 상기 실험 결과로부터 TGO층 생성, 박리현상 등 재료 내부 변화가 있을 경우 응력의 영향이 임피던스 위상값에 영향을 미치며, 응력이 증가함에 따라 위상값이 떨어지고 위상값이 떨어지는 주파수가 낮아지는 것을 알 수 있다.Also, it can be seen from the above test results that the influence of the stress affects the impedance phase value when the internal change of the material such as the TGO layer formation and the peeling phenomenon occurs, and the phase value decreases and the frequency at which the phase value falls decreases as the stress increases have.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 재료의 미세 변화 측정 방법은 피검사재료에 압축응력을 제공하고, 압축응력이 제공된 상태에서 임피던스 분광법에 따라 임피던스를 측정하고 측정 결과로부터 임피던스 변화를 확인함으로써 종래 임피던스 분광법으로는 측정하지 못했던 재료의 미세 변화까지 측정 가능하다.Therefore, the method of measuring the micro-change of the material according to the embodiment of the present invention provides the compressive stress to the material to be inspected, measures the impedance according to the impedance spectroscopy in the state where the compressive stress is provided, It is possible to measure minute changes of materials which can not be measured by spectroscopy.
또한 본 발명의 다른 실시예로 도 11 및 도 12에서와 같이 1차로 제공된 낮은 압축응력에 의해 임피던스 변화가 나타나지 않지만 더 큰 압축응력이 제공되었을 때 임피던스 변화가 나타날 수 있으므로 1차 압축 응력에 의해 임피던스 변화가 나타나지 않을 경우 1차 압축 응력보다 더 큰 압축응력(300MPa)을 제2 압축 응력으로 제공하고(S220) 제1 압축 응력이 제공된 상태에서 임피던스를 측정하고(S230) 이를 비교하여 임피던스의 위상값이 떨어지거나 임피던스 위상값이 떨어지는 주파수가 낮아질 때 이 역시 재료 내부의 미세 변화가 있는 것으로 판단할 수 있다(S240).In another embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 11 and 12, impedance changes are not caused by low compressive stresses that are provided first, but impedance changes may occur when a larger compressive stress is provided. If no change is found, a compressive stress (300 MPa) larger than the first compressive stress is provided as a second compressive stress (S220), impedance is measured in a state where the first compressive stress is provided (S230) And the frequency at which the impedance phase falls is lowered, it can be judged that there is also a fine change in the material (S240).
비록 지금까지 구체적인 실시예를 참고로 본 발명을 상세히 설명하였으나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 수정 및 변형되어 실시될 수 있으며, 그러한 수정 및 변형 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be modified or altered by those skilled in the art without departing from the gist of the invention. Modifications and variations should also be regarded as falling within the scope of the following claims.
1: 금속 모재 2: 본드 코팅층
3: 탑 코팅층 4: TGO층
10: 피검사 재료 110, 120: 지그
200: 제어기 300: 임피던스 분석부
400: 등온 오븐1: metal base material 2: bond coat layer
3: Top coating layer 4: TGO layer
10: material to be inspected 110, 120: jig
200: Controller 300: Impedance analyzer
400: Isothermal oven
Claims (8)
상기 재료에 제1 압축 응력이 제공된 상태에서 주파수가 다른 교류신호들을 입력하면서 상기 재료에서 출력되는 전기 임피던스를 측정하는 단계; 및
출력된 전기 임피던스를 분석하여 임피던스 위상값이 떨어지는 영역이 존재하는 경우 재료 내 미세 변화가 있는 것으로 결정하는 분석 단계;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 재료의 미세 변화 측정 방법.
Providing a first compressive stress on the material to be inspected;
Measuring an electrical impedance output from the material while inputting AC signals of different frequencies with the first compressive stress applied to the material; And
Analyzing the output electrical impedance to determine that there is a fine change in the material when there is a region where the impedance phase value falls;
≪ / RTI > wherein the method further comprises:
상기 재료에 제2 압축 응력을 제공하는 단계; 및
상기 재료에 제2 압축 응력이 제공된 상태에서 주파수가 다른 교류신호들을 입력하면서 상기 재료에서 출력되는 전기 임피던스를 측정하는 단계;
를 더 포함하고,
상기 분석 단계에서 제1 압축 응력 상태에서의 전기 임피던스 측정 결과와 제2 압축 응력 상태에서의 전기 임피던스 측정 결과를 비교하여 상기 재료의 미세 변화 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 재료의 미세 변화 측정 방법.
The method according to claim 1,
Providing a second compressive stress on the material; And
Measuring an electrical impedance output from the material while inputting AC signals of different frequencies with a second compressive stress applied to the material;
Further comprising:
Wherein the measurement of the electrical impedance in the first compressive stress state is compared with the measurement of the electrical impedance in the second compressive stress state in the analysis step to determine whether the material changes finely.
상기 제2 압축 응력의 크기가 상기 제1 압축 응력의 크기보다 크고,
상기 분석 단계에서 제1 압축 응력 상태에서의 전기 임피던스 보다 제2 압축 응력 상태에서의 전기 임피던스의 위상값이 떨어지는 영역이 존재하는 경우 재료 내 미세 변화가 있는 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 재료의 미세 변화 측정 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the second compressive stress is greater than the first compressive stress,
Wherein in the analysis step, when there is a region where the phase value of the electric impedance in the second compressive stress state is lower than the electric impedance in the first compressive stress state, a fine change in the material is determined How to measure.
상기 재료는 열차폐코팅(TBC)된 재료이며, 상기 재료의 미세 변화는 내부 박리 또는 TGO 성장인 것을 특징으로 하는 재료의 미세 변화 측정 방법.
The method according to any one of claims 1, 2, and 4,
Characterized in that the material is a thermal barrier coated (TBC) material and the micro-alteration of the material is internal delamination or TGO growth.
상기 재료에 주파수가 다른 교류신호들을 입력하면서 상기 재료에서 출력되는 전기 임피던스를 측정하여 임피던스 위상값이 떨어지는 영역이 존재하는 경우 재료 내 미세 변화가 있는 것으로 결정하는 임피던스 분석부;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 재료의 미세 변화 측정 시스템.
A compression unit for applying a compressive stress to the material to be inspected; And
An impedance analyzer for measuring an electrical impedance output from the material while inputting AC signals having different frequencies to the material, and determining that there is a fine change in the material when an area having a lowered impedance phase exists;
And measuring the change of the material.
상기 재료에 고온 등온 환경을 제공하는 등온 오븐;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재료의 미세 변화 측정 시스템.
The method according to claim 6,
An isothermal oven to provide a high temperature isothermal environment to the material;
Further comprising the step of: measuring a change in material of the material.
상기 압축부는 상기 재료의 양면에 부착되어 압축 응력을 인가하는 지그; 및
상기 압축 응력의 크기를 조절하는 제어기;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 재료의 미세 변화 측정 시스템.
The method according to claim 6,
The compression section being attached to both sides of the material to apply compressive stress; And
A controller for adjusting the magnitude of the compressive stress;
Wherein the measurement of the fine variation of the material is carried out by the measurement apparatus.
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