강도 시험

이 섹션 마지막으로, 고분자의 기계적 성질과 열적 성질을 어떻게 읽는지 정리하겠습니다.

소재가 강하다는 말은 용도에 따라 뜻이 달라집니다.

당기는 힘에 강한지, 충격에 강한지, 휘어짐에 강한지부터 구분해야 합니다.

대표적인 기계 시험 3가지

인장 시험

인장 시험은 시편을 잡아당기다가 끊어질 때까지 측정하는 시험입니다.

이 시험으로 아래 값을 알 수 있습니다.

• 인장강도

• 영률

• 파단 신율

샤르피 충격 시험

샤르피 충격 시험은 시편을 깨뜨리는 데 필요한 충격 에너지를 측정합니다.

정해진 질량의 진자를 일정 높이에서 떨어뜨려 시편에 충격을 줍니다.

즉, 갑작스러운 충격에 얼마나 잘 버티는지 보는 시험입니다.

3점 굽힘 시험

3점 굽힘 시험은 시편이 서서히 가해지는 하중에 얼마나 버티는지 봅니다.

시편에는 인장, 압축, 전단 응력이 함께 걸립니다.

이 시험으로 굽힘 강도와 굽힘 탄성률을 확인할 수 있습니다.

인장 시험에서 보는 값

인장강도

인장강도는 시편이 항복하거나 끊어질 때까지 버티는 최대 응력입니다.

항복 인장강도는 목 줄어듦이 시작되는 지점의 응력입니다.

파단 인장강도는 실제로 끊어지는 순간의 응력입니다.

최대 인장강도는 이 둘 중 가장 큰 값입니다.

이 값으로 재료가 어느 정도 하중까지 버티는지 볼 수 있습니다.

파단 신율

파단 신율은 끊어지기 직전까지 얼마나 늘어났는지를 보여 줍니다.

즉, 재료가 얼마나 잘 늘어나며 버티는지 판단할 수 있습니다.

영률

영률은 한 방향 하중에서 변형을 얼마나 잘 버티는지 나타냅니다.

쉽게 말해 강성의 기준입니다.

구조물이 얼마나 뻣뻣하게 느껴질지 예측할 때 유용합니다.

굽힘 시험에서 보는 값

굽힘 탄성률

굽힘 탄성률은 굽힘 변형에서 응력 대비 변형률의 비입니다.

개념적으로는 영률과 비슷하며, 휘어짐에 대한 저항을 보여 줍니다.

굽힘 강도

굽힘 강도는 시편이 항복하거나 파손될 때까지 겪는 최대 응력입니다.

샤르피 충격강도

샤르피 충격강도는 시편을 파괴하는 데 필요한 충격 에너지를 뜻합니다.

단위는 보통 kJ/m²입니다.

대표적인 열 특성

HDT

열변형온도 HDT는 재료가 일정 하중 아래에서 특정 수준까지 변형되는 온도입니다.

시험은 하중을 준 상태에서 분당 2°C 속도로 온도를 올리며 진행합니다.

시편 변위가 기준값에 도달하는 온도를 읽습니다.

비카트 연화온도

비카트 연화온도는 HDT와 비슷하지만 시험 방식이 다릅니다.

정해진 하중을 받는 압입자가 시편 표면 안으로 1mm 들어갈 만큼 재료가 연화되는 온도를 봅니다.

용융지수

용융지수는 일정 온도와 압력에서 고분자가 얼마나 잘 흐르는지 보는 값입니다.

재료를 압출해 정해진 시간 동안 나온 무게를 측정합니다.

더 많이 나오면 점도는 더 낮다고 볼 수 있습니다.