접촉 음향 비선형성에 기반한 미세 계면 결함 영상화 진단 기술

Abstract

접촉 음향 비선형성은 접촉하는 두 계면에서의 응력-변형률의 관계가 비선형적인 경우 계면에서의 반사 또는 투과되는 초음파에 입사된 단일 주파수 성분 이외의 고조파 성분이 발생하는 현상이다. 이를 이용한 비선형 초음파 검사법은 기존의 초음파 검사법으로는 검출이 어려운 미세 계면 결함(층간 들뜸, 피로균열, 불완전 접합부)을 진단하는 데 유리하다.한편, 초음파 영상화 기술은 검사결과의 분석을 쉽게 할 수 있으며, 데이터 관리가 쉬운 장점이 있다. 이러한 점 때문에 의료용은 물론 산업용으로도 초음파 영상화 기술이 도입되어 현장 적용성을 높이고 있다. 본 논문에서는 미세 계면 결함에서의 접촉 음향 비선형성을 영상화하여 진단하는 기술을 개발하고, 세 가지 상황의 미세 계면 결함에 대하여 검증 실험을 진행하였다. 첫 번째로 CT 시편에서 진전된 피로균열을 대상으로 비선형 초음파 기법의 우수성을 검증하였고, 두 번째로 고체-고체 접촉 계면에서의 비선형성을 영상화하고 유효성을 입증하였으며, 세 번째로는 개발된 기술을 브레이징 접합부에 적용하여 불완전 접합에 대한 진단 가능성을 검증하였다.