초음파 속도 측정에 있어서 접합 매체로 인한 오차 보정 연구

Abstract

본 논문에서는 초음파 속도 측정 방법 중 펄스-에코 중첩(Pulse Echo Overlap)방법을 사용하여 Cu단결정의 탄성계수를 측정하였고, 그리고 초음파 속도 측정에 있어서 시료와 진동자를 접합시키는 결합 물질로 인해서 생기는 오차보정을 연구하였다. 먼저 Cu단결정의 전파 방향에 대한 탄성계수의 연구에서는 펄스-에코 중첩 방법을 이용하여 X-선 회절 패턴으로 확인한 Cu 단결정의 (100), (110), (110) 면의 각 방향에 따른 초음파 속도를 정확히 측정하여 탄성계수를 측정하였다. 그리고 펄스-에코 중첩 방법에서 사이클 대 사이클을 중첩 시킬 때 한 사이클 정도의 잘못된 중첩에 의해서 생기는 오차를 해결하기 위해서 McSkimin △T Criterion방법으로 올바른 중첩을 찾아내어 오차 보정을 하였다. 다음으로 초음파 속도 측정에 있어서 시료와 진동자를 접합시키는 결합 물질의 영향을 연구하였는데 첫번째로는 종파를 발생시키는 액체 결합 물질에 대한 경우로써, 이 결합 물질의 경우 초음파 속도 측정에 대한 오차는 위상각 관계식을 유도하여 위상각과 결합 두께를 측정하여 보정을 하였다. 이로 인한 속도 측정 오차 보정은 본 연구에서 정립되었다. 두번째로는 횡파를 발생시키는 고체 결합 물질의 경우로써 결합 물질로 인해서 생기는 위상각과 결합 두께를 측정하여 오차 보정을 하였으며 발표된 논문과 비교해 본 결과 일치함을 확인하였다. 마지막으로 Cu 단결정의 초음파 속도에 대한 온도 의존도와 저온에서 탄성계수를 측정하였다.;In our paper, elastic constants of Cu single crystal are measured using at the Pulse-Echo Overlap method, and the correction for the couplant transducer /sample interfaces are studied. The ultrasonic velocity of Cu single crystal is measured by the Pulse-Echo Overlap method, on the (l00), (110), (11￣0)faces of the crystal. The elastic constants obtained from these results are then corrected using the McSkunin AT Criterion. The retardation effect of couplants(liquid and solid bonding materials) on the velocity of the probing ultrasonic wave is studied. The correction term is determined by the phase angle and bond thickness based on the method established in this paper. It enables us to measure the accurate elastic constants of Cu single crystal. Finally, the temperature dependence for ultrasonic velocity and the elastic constants of Cu single crystal are studied from room temperature to 4.2K.