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자동 신율계를 사용한 플라스틱 재료의 인장 특성 측정 (ISO 527-2, ASTM D638)
ASTM D638 이나 ISO 527-2와 같은 플라스틱 인장시험 규격은 열경화성, 열가소성 및 섬유 강화 플라스틱 등 광범위한 플라스틱의 영역을 포함합니다. 시편은 경질, 반경질, 성형 또는 압출 플라스틱 등이며 대개 아령형의 형태입니다.
플라스틱의 물성은 플라스틱의 형태와 정확하게 사용된 첨가제에 따라 달라집니다. 강도나 연성 및 인성과 같은 성질은 첨가제의 종류에 영향을 받게 됩니다. 적절한 시험 장비를 선택하기 위해서는 이러한 다양한 첨가제의 결과로 나타나는 재료의 특성 변화를 이해하는 것이 중요합니다. 활석이나 유리와 같은 첨가제는 재료를 딱딱하게 만들고 고무와 같은 첨가제는 플라스틱의 연성을 높여 주는 역할을 합니다. 이러한 재료의 특성이 달라짐에 따라 시험 장비의 조건도 달라질 수 있습니다.
고무 첨가의 결과로 재료가 더욱 연성을 가진 경우라면 파단 시까지 신율을 측정할 수 있는 장거리 신율계(long travel extensometer)를 추천합니다. 재료를 딱딱하게 만드는 첨가물의 경우도 마찬가지입니다. 일반적으로 더욱 경질의 재료들은 신율이 덜 나오며 더 작은 탄성 영역을 갖고 있습니다. 모듈러스(modulus)는 이 구간에서 측정하기 때문에 고해상도의 신율계(high-resolution extensometers)를 사용하여 정확하게 모듈러스를 측정할 필요가 자주 있습니다.
적절한 신율계를 선택하는 것은 특히 모듈러스를 측정하거나 파단 시까지 신율을 측정하는 경우 까다로울 수 있습니다. 정적시험용 부착식 신율계(static clip-on extensometer)와 같은 경우 정밀도란 신율계의 측정 가능 변위에 깊은 관련이 있습니다. 더 긴 구간을 측정할 수 있는 신율계일수록 정밀도는 낮아지는 경향이 있습니다. 이와 같은 이유로 이런 류의 신율계로는 높은 연신율을 가진 플라스틱의 모듈러스와 파단 시까지의 신율을 모두 측정하기엔 어려운 경우가 있을 수 있습니다.
MFX 200 모델과 같은 맞춤형 자동 신율계나 첨단 비디오 신율계(Advanced Video Extenetomer (AVE))는 높은 정밀도와 광범위에 걸친 신율을 측정할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 따라서 모듈러스와 파단 시까지의 신율 측정 모두를 만족시킬수 있는 이상적인 신율계입니다. 이 신율계들은 수동 시험 장비에서 뿐만이 아니라 로보트로 시편을 다루는 (robotic specimen handling) 자동화 인장시험기에도 적합합니다.
이러한 시편의 시험에 적합한 장비로는 인스트론의 3300 또는 5500 시리즈 기계식 시험기(electromechanical testing machine)에 기계식 웨지그립(mechanical wedge grips)을 사용하실 수 있습니다. 공압식 사이드액팅 그립(Pneumatic side acting grips)도 용량을 적절히 선택하시면 좋은 방법이 됩니다. 죠페이스(jaw faces)는 시편의 형태에 따라 달라질 수 있으나 일반적으로 줄무늬(serrated faces) 형태의 것이 흔히 사용됩니다. MFX 200 및 Advanced Video Extensometer(AVE) 두 종류 모두 추천합니다.
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관련 문헌
인스트론 연구소
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