유리와 비정질 재료

어떤 Zr기 벌크 금속 유리의 항복 강도가 1.8 GPa, 영률이 90 GPa이다. 탄성 변형률의 한계를 σy/E로 추정한 값과, 결정성 금속 재료와의 비교의 조합으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A약 0.020%로, 결정성 금속 재료의 대부분보다 작다
  2. B약 2.0%로, 결정성 금속 재료의 대부분(1% 미만)보다 크다
  3. C약 2.0%로, 결정성 금속 재료의 대부분과 같은 정도이다
정답과 해설 보기

정답: B. 약 2.0%로, 결정성 금속 재료의 대부분(1% 미만)보다 크다

σy/E = 1.8/90 = 0.020, 즉 약 2.0%입니다. 강(항복 응력 0.5 GPa, 영률 200 GPa)에서는 약 0.25%, 고강도 티타늄 합금(0.9 GPa, 110 GPa)에서도 약 0.8%이므로, 금속 유리의 탄성 변형률 한계는 훨씬 커집니다. 금속 유리에는 전위가 없으므로 항복 강도가 높은 한편, 영률은 같은 조성의 결정보다 30% 정도 낮은 경우가 많기 때문입니다. 단위 부피에 저장되는 탄성 에너지 σy²/(2E)는 약 18 MJ/m³로 커서, 스프링이나 골프 클럽의 페이스 등에 활용되고 있습니다. 약 0.020%는 0.020을 백분율로 환산하는 것을 잊은 값입니다.

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