Nondestructive Determination of Reinforcement Volume Fractions in Particulate Composites : Ultrasonic Method

비파괴적 방법에 의한 입자 강화 복합재료의 부피분율 평가: 초음파법

A nondestructive ultrasonic technique is presented for estimating the reinforcement volume fractions of particulate composites. The proposed technique employs a theoretical model which accounts for composite microstructures, together with a measurement of ultrasonic velocity to determine the reinforcement volume fractions. The approach is used for a wide range of SiC particulate reinforced Al matrix ($SiC_p/Al$) composites. The method is considered to be reliable in determining the reinforcement volume fractions. The technique could be adopted in a production unit for the quality assessment of the metal matrix particulate composite extrusions.

입자 보강 복합재료의 부피분율을 평가하기 위한 초음파 비파괴 방법을 제시하였다. 제안된 방법은 복합재의 미시구조를 설명할 수 있는 이론 모델과 초음파의 속도 측정을 필요로 한다. 측정한 속도를 이론예측값과 같게 두면 미지의 입자 부피분율이 계산된다. Mori-Tanaka 방법에 기초한 탄성계수 해석 모델이 소개되어 있다. 이러한 접근 방법을 SiC 입자 보강 Al 기지 ($SiC_p/Al$) 복합재에 적용하였다. 이 방법으로 보강재의 부피분율을 비교적 정확하게 결정할 수 있었다. 또한 금속간 화합물이 부피분율 평가에 미치는 영향을 논하였다. 이 방법은 입자 보강 금속기지 복합재의 생산현장에서 복합재의 품질 평가를 위하여 적용될 수 있다.