본 논문에서는 지오폴리머의 상변화를 관찰하기 위하여 나노인덴테이션 데이터를 가우시안 믹스쳐 모델로 분석하는 방법을 제시 하였다. 지오폴리머는 일반 시멘트 대비 CO2 발생량을 줄일 수 있어 시멘트 대체 재료로써 많은 연구가 이루어지고 있다. 기존 연구들 로부터 최적의 실리콘/알루미늄 비율을 찾았으나 1.8 초과에서 압축강도 저하의 원인은 아직 불분명하다. 본 연구에서는 실리콘/알루 미늄 비율이 재료에 미치는 영향을 조사하고자 나노인덴테이션 실험을 수행하였다. 실험 결과를 가우시안 믹스쳐 모델로 상분석하였 고, 실리콘/알루미늄 비율이 증가할수록 재료가 균질거동을 하는 것을 관찰할 수 있었다. 본 연구결과는 강도저하를 규명하는데 직접 적인 근거로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Stress-strain curves are fundamental properties to study characteristics of materials. Flow stress curves of the powder materials are obtained by indirect testing methods, such as tensile test with the bulk materials and powder compaction test, because it is hard to measure the stress-strain curves of the powder materials using conventional uniax- ial tensile test due to the limitation of the size and shape of the specimen. Instrumented nanoindentation can measure mechanical properties of very small region from several nanometers to several micrometers, so nanoindentation tech- nique is suitable to obtain the stress-strain curve of the powder materials. In this study, a novel technique to obtain the stress-strain curves using the combination of instrumented nanoindentation and finite element method was introduced and the flow stress curves of Fe powder were measured. Then obtained stress-strain curves were verified by the com- parison of the experimental results and the FEA results for powder compaction test.

In this study, the feasible test for the mechanical property characterization of ceramics and multi-layer ceramic capacitor(MLCC) was performed with nanoindentation technique. In case of ceramics, hardness and elastic modulus are dependent on the densification of specimen showing the highest hardness and elastic modulus values of 12.3 GPa and 155 GPa, respectively at . In case of MLCC chip, hardness of dielectric layer was lower than that of margin region. The nanoindentation method could be useful tool for the measurement of mechanical property within dielectric layer of very thin thickness in high capacitance MLCC

The indentation technique has been one of the most commonly used techniques for the measurement of the mechanical properties of materials due to its experimental ease and speed. Recently, the scope of indentation has been enlarged down to the nanometer range through the development of instrumentations capable of continuously measuring load and displacement. In addition to testing hardness, the elastic modulus of submicron area could be measured from an indentation load-displacement (P-h) curve. In this study, the hardness values of the constituent phases in Ti()-NbC-Ni cermets were evaluated by nanoindentation. SEM observation of the indented surface was indispensable in order to separate the hardness of each constituent phase since the Ti()-based cermets have relatively inhomogeneous microstructure. The measured values of hardness using nanoindentation were GPa for hard phase and GPa for binder phase. The effect of NbC addition on hardness was not obvious in this work.

콘크리트의 배합에 있어서 포졸란 물질의 사용은 수화된 시멘트내의 칼슘 실리케이트 수화물을 증가시키고 미세 공극을 채워줌으로써 콘크리트의 투수성을 감소시킨다. 또한 콘크리트 내의 전체 염기량을 낮추어 알카리 골재반응에 의한 균열의 방지에도 효과가 있다. 본 연구에서는 포졸란 물질 중 반응성이 가장 우수한 나노실리카를 사용한 콘크리트 시멘트의 미세구조를 나노압입을 이용하여 분석할 것이다. 물질 표면의 경도를 측정하여 물질의 강도 및 강성을 파악하는 방법은 금속에 대하여 100여년간 수행되어 왔다. 콘크리트의 강도를 파악하는데 있어서도 슈미트 햄머를 이용하여 콘크리트의 표면경도를 측정하고 강도와 연관 짓는 방법이 널리 사용되고 있다. 나노압입 실험은 이러한 이론적인 배경을 바탕으로 나노 스케일의 압입 시험기를 사용하여 시멘트 페이스트를 구성하고 있는 미세구조의 기계적 특성을 파악하는 방법이다. 향후 콘크리트의 동결융해 실험, 알카리 골재 반응, 프리스트레스 강선과의 접착력 실험과 연계하여 균열에 대한 높은 내구성을 요구하는 콘크리트의 제작에 최적화된 나노실리카의 배합비를 산출하기 위한 기초연구로 사용될 것이다.

2014년 국내에서 발생한 리조트 붕괴사고와 환풍구 붕괴 사고는 대형 인명 피해를 가져왔으며, 이로 인해 구조물 상시 안전점검의 필요성이 더욱 부각되었다. 특히, 강 구조물의 연결부는 파괴에 취약하므로 더욱 철저한 안전 관리가 필요하다. 사용 중 구조물의 안전을 보장하기 위하여 구조물 부재와 연결부의 응력상태를 파악해야 하지만, 기존의 비파괴 검사방법으로는 부재의 사용 중 응력상태를 파악하기 어렵다. 강재의 압입실험으로 강재의 응력상태를 파악할 수 있으며, 나노스케일의 압입실험은 마이크로 단위의 흔적만을 남기므로 비파괴 검사의 방법으로 사용될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 용접모재(Weld Metal, WM), 열영향부(Heat Affected Zone, HAZ), 모재(Base Metal, BM)로 구성된 용접 연결부의 미세구조의 구성성분비를 나노압입을 사용하여 측정하는 방법을 제안하였다. 광학현미경을 이용하여 분석된 미세구조 구성성분비와 결과를 비교하였고, 제안된 방법이 유효함을 확인하였다. 향후 연구결과를 바탕으로 구조용강재 용접연결부의 응력상태에 따른 미세구조 특성 변화를 파악할 수 있을 것이고, 용접 연결부의 건전성을 판단하는 진단기술로 확장될 수 있을 것이다.