Table 1. Various nondestructive tests [1-4]
우리가 만들어진 세라믹스 제품의 안을 훤히 들여다보면서 나쁜 제품을 골라낼 수 있다면 이것처럼 제품의 신뢰도를 향상할 수 있는 방법은 없을 것이다. 이렇게 세라믹스를 깨지 않고 결함을 찾아내는 비파괴시험에는 Table 1과 같은 여러 가지 방법들이 있다. 이 방법들은 모두 결함이 있음에 따르는 어떤 물리적 성질의 변화(탄성파에 대한 변화, 방사선에 대한 변화, 전기적 및 자기적 성질에 대한 변화, 열적성질에 대한 변화, 표면에너지에 대한 변화 등)를 잡아내어 결함의 크기, 종류, 위치 등을 알아내는 방법이다. 물론, 아직은 이 방법들이 모자라는 점이 많지만, 앞으로 많은 연구에 의해 세라믹스의 신뢰도 향상에 큰 몫을 하리라 본다. Table 2는 질화규소를 대상으로 여러 방법들을 사용해서 결함들을 찾아낸 결과이다. 현재로는 세라믹스의 결함탐지로 가장 알맞은 것은 초음파 방법과 X-선 방법으로 알려지고 있다. 그러나 이 결과가 말해주는 것처럼 결함의 크기가 20 ㎛보다 작거나 결함이 시편의 겉으로부터 2 mm 보다 더 깊게 있을 때는 이러한 방법들이 별 효과가 없다.
Table 1. Various nondestructive tests [1-4]
Table 2. NDE techniques for sintered Si3N4 [3]
물감이나 형광액 (녹색, 황색 등)을 압력을 가하여 시편에 침투시키고 자외선 아래에서 관찰하여 표면균열을 찾아내는 방법이다.
균일하게 잘 소성된 재료에 초음파를 내보내면, 그 초음파는 그 재료의 탄성계수에 따라 일정한 속도로 진행해 나간다. 그러나, 그 재료에 결함들이 섞여있으면 진행하던 초음파가 방해를 받아 그 속도의 감쇠 (減衰, attenuation)가 일어나게 된다. 이점을 이용하여 재료내부의 결함을 찾아내는 방법이 초음파법이다. 이 방법은 특히 기공을 찾아내는데 효과적인데, 그것은 기공이 초음파의 속도를 많이 느리게 하기 때문이다.
시편을 아주 고르게 변형을 시킨 후, 응력을 제거하면 저장되었던 변형 에너지의 일부분은 소리에너지로 나타나게 된다. 따라서, 정상적인 부분과 결함이 있는 부분에서 내는 소리에너지는 서로 다르게 나타나는데, 이 소리파동 (1 3 MHz)을 압전체로 감지하여 내부결함의 위치나 종류를 아는 방법이 AE 방법이다. 이 방법의 단점은 변형 중 시편내의 결함이 더 자랄 수도 있다는 점이다.
X-선을 시편에 투과시켜 성형체나 소결체의 내부결함을 알아내는 방법인데, 일반적인 방법은 시편의 약 1 cm2 넓이와 약 5 mm 두께까지의 조사가 가능하다. 모양이 복잡한 재료의 어떤 부분을 조사할 때는 초점이 0.05 mm 정도로 미세하게 맞추어진 X-선을 사용하는 것이 효과적인데, 결함과 매트릭스의 밀도차이가 큰 경우, 50 ㎛ 정도의 작은 결함도 찾아낼 수 있다. 예로서, Si3N4에 포함된 WC 입자, Fe 입자, 100 ㎛ 정도의 기공 등은 찾아내기 쉬우나 Si 입자는 좀 어려운 편이다.
SLAM의 원리는 트랜스듀서 (transducer)에서 발생된 초음파 (100∼500MHz)가 시편을 통과