KR20110131570A - Multi tester for measuring heat-dynamic feature of micro-scale test piece - Google Patents

Multi tester for measuring heat-dynamic feature of micro-scale test piece Download PDF

Info

Publication number
KR20110131570A
KR20110131570A KR1020100051072A KR20100051072A KR20110131570A KR 20110131570 A KR20110131570 A KR 20110131570A KR 1020100051072 A KR1020100051072 A KR 1020100051072A KR 20100051072 A KR20100051072 A KR 20100051072A KR 20110131570 A KR20110131570 A KR 20110131570A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
test piece
micro
test
specimen
light source
Prior art date
Application number
KR1020100051072A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101192656B1 (en
Inventor
혜진 이
낙규 이
근안 이
정한 송
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020100051072A priority Critical patent/KR101192656B1/en
Publication of KR20110131570A publication Critical patent/KR20110131570A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101192656B1 publication Critical patent/KR101192656B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/18—Performing tests at high or low temperatures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/002—Thermal testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003—Generation of the force
    • G01N2203/0032—Generation of the force using mechanical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/0202—Control of the test

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

PURPOSE: A multi tester for measuring the thermal-dynamic feature of a micro test piece is provided to ensure alignment and prevent slip by horizontally fixing and measuring a test piece. CONSTITUTION: A multi tester for measuring the thermal-dynamic feature of a micro test piece comprises a plurality of test-piece holding units(10), an external-force applying unit(30), an environment forming unit(20), and a plurality of paths. The test-piece holding units fix and align the ends of the external-force applying direction of test pieces. The external-force applying unit is connected to at least one of the test-piece holding units and applies external force. The environment forming unit protects the test pieces to make a plurality of media atmospheres to isolate the test pieces from air.

Description

마이크로 열-동특성 복합시험장치{MULTI TESTER FOR MEASURING HEAT-DYNAMIC FEATURE OF MICRO-SCALE TEST PIECE}MULTI TESTER FOR MEASURING HEAT-DYNAMIC FEATURE OF MICRO-SCALE TEST PIECE

본 발명은 마이크로 스케일 또는 나노 스케일 소재와 부품의 열특성 및 동(動)특성을 복합적으로 동시에 평가할 수 있는 수단에 관한 것으로 이를 통해 소재의 신뢰성 데이터를 분석할 수 있는 복합시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to a means for simultaneously and simultaneously assessing the thermal and dynamic properties of micro-scale or nano-scale materials and components, and to a composite test apparatus capable of analyzing the reliability data of the material.

최근 전자장비의 고효율화, 고집적화에 따라 부품의 소형화가 이루어지고, 그로 인해 초미세 부품에 대해 고정도성 요구에 부응하여 신뢰성 평가가 필요하다.In recent years, miniaturization of components has been achieved due to high efficiency and high integration of electronic equipment. Therefore, reliability evaluation is required to meet the demand for high precision for ultra-fine components.

구체적으로는 온도 및 습도에 관한 부품의 수명 평가, 부품의 내충격도, 부품 제조시에 발생하는 잔류 응력의 영향 평가 등과 관련된 소재 및 부품의 물성과 신뢰성 데이터가 요구되고 있다.Specifically, physical and reliability data of materials and components related to temperature and humidity evaluation of components, impact resistance of components, and evaluation of influences of residual stresses generated during manufacturing of components are required.

종래의 신뢰성 데이터의 분석에 사용되는 시험방식은 유압 및 서보모터를 이용한 시험편 접촉식 수직형 신뢰성 평가 방식이 대부분이다.The test method used for analyzing the conventional reliability data is a test piece contact type vertical reliability evaluation method using hydraulic and servomotor.

도 1은 종래 유압 및 서보모터를 이용한 시험편 접촉식 수직형 신뢰성 평가 방식이 적용된 시스템을 나타낸 것으로, 종래의 유압 및 서보모터를 이용한 시험편 접촉식 수직형 신뢰성 평가 방식은 내구력시험, 피로시험, 파괴인성시험, 인장시험, 압축시험 등 시험편의 복합적 신뢰성 평가를 측정할 수 있는 기능을 가지고 있다. 1 shows a system in which a test piece contact vertical reliability evaluation method using a conventional hydraulic and servo motor is applied, and a test piece contact vertical reliability evaluation method using a conventional hydraulic and servo motor includes a durability test, a fatigue test, and fracture toughness. It has the ability to measure the complex reliability evaluation of test specimens such as test, tensile test and compression test.

그렇지만 시험편의 크기가 마이크로급이나 나노급으로 작아졌을 경우 시험편 정렬성을 확보하는데 어려운 단점을 가지고 있다. 그리고 정밀 신율계가 마이크로급이나 나노급 시험편과 직접 닿아 계측을 행하여야 하는데, 스케일 차이로 인해 시험의 신뢰성을 떨어뜨리는 단점을 가지고 있다. However, when the size of the specimen is reduced to micro or nano class, it is difficult to secure specimen alignment. In addition, the precision extensometer should be measured in direct contact with the micro- or nano-class specimen, which has the disadvantage of reducing the reliability of the test due to the difference in scale.

한편, 도 2는 종래 마이크로 스케일 수직형 신뢰성 평가 방식(SHIMADZU)이 적용된 시스템을 나타낸 것인데, 종래의 마이크로 스케일 수직형 신뢰성 평가 방식은 마이크로급이나 나노급의 시험편을 측정할 수 있는 기능을 가지고 있다. On the other hand, Figure 2 shows a system to which the conventional micro-scale vertical reliability evaluation system (SHIMADZU) is applied, the conventional micro-scale vertical reliability evaluation system has a function that can measure the test specimen of the micro-class or nano-class.

그렇지만 소재의 열특성 또는 동(動)특성을 복합적으로 그러면서 동시에 측정하는 것은 불가한 단점을 가지고 있다.Nevertheless, it is impossible to simultaneously and simultaneously measure the thermal or dynamic properties of the material.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 마이크로급 또는 나노급 소재의 시험편에 대한 정렬성을 확보하고, 열특성 및 동특성을 복합적으로 그러면서 동시에 측정할 수 있고, 정밀 신율계를 통한 계측에 있어서도 소재와 직접 접촉하지 않고 측정하여 신뢰성을 높일 수 있는 시험장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems to ensure the alignment of the test piece of the micro- or nano-grade material, and to simultaneously measure the thermal and dynamic properties in combination, and to measure through a precision extensometer The purpose of the present invention is to provide a test apparatus that can improve the reliability by measuring without directly contacting the material.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 마이크로 단위 또는 나노 단위의 시험편에 대한 외력부가에 의한 재료물성의 측정을 위해 시험편의 외력부가방향 상의 단부들을 고정 및 정렬할 수 있는 복수의 시험편 장착부와, 상기 시험편 장착부들 중 적어도 하나에 연결되어 시험편에 외력을 가하도록 구비되는 외력부가수단과, 시험편 주위에 재료물성시험을 위한 하나 또는 복수의 매체 분위기를 조성하기 위해 시험편을 둘러싸서 대기로부터 격리시키도록 구비되는 환경조성부와, 상기 환경조성부에 외부공급수단으로부터의 분위기조성용 매체가 공급 또는 배출되도In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of test piece mounting portion capable of fixing and aligning the ends in the direction of the external force portion of the test piece for the measurement of material properties by the external force portion for the micro or nano unit of the test piece; External force adding means connected to at least one of the specimen mounting portions to apply an external force to the specimen, and surrounding the specimen to isolate one from the atmosphere to create one or a plurality of media atmospheres for material property testing. The environmental composition unit and the atmosphere composition medium to be supplied or discharged from the external supply means

록 상기 환경조성부에 복수 형성된 통로구로 이루어진다.The passage consists of a plurality of passage openings formed in the environment composition.

또한, 상기 외력부가수단은 서보모터와, 백래쉬가 방지된 동력전달수단으로 이루어진다.In addition, the external force adding means is composed of a servo motor and a power transmission means of preventing backlash.

또한, 상기 시험편 장착부들 중 적어도 하나는 3차원으로 제어된 이동이 가능한 마이크로 3축 스테이지 상에 장착됨으로써 시험편의 정렬이 가능하다.In addition, at least one of the specimen mounting portions is mounted on a micro three-axis stage capable of three-dimensionally controlled movement, thereby enabling the alignment of the specimen.

또한, 상기 시험편 장착부들 중 적어도 다른 하나는 로드셀(loadcell)이다.In addition, at least one of the test piece mounting portions is a load cell.

또한, 상기 환경조성부 내에 시험편의 열 특성평가를 위해 금속판형 카트리지 히터가 내장된다.In addition, a metal plate-shaped cartridge heater is embedded in the environmental composition to evaluate the thermal characteristics of the test piece.

또한, 상기 환경조성부는 개폐가능한 박스형상의 챔버로 구성하고, 상기 챔버 상에 구비된 투명창을 통해 시험편을 확대관측가능한 광원렌즈 및 CCD카메라로 이루어진 비전부를 더 구비한다.The environmental composition unit may further include a vision unit including a light source lens and a CCD camera that can be opened and closed by a box-shaped chamber that can be opened and closed, and the test piece can be enlarged through a transparent window provided on the chamber.

또한, 상기 비전부에 LED광원을 추가하여 광원렌즈를 통한 확대에 의해 흐려진 영상을 LED광원으로 보완한다.In addition, by adding an LED light source to the vision portion, the image blurred by the enlarged through the light source lens to complement the LED light source.

또한, 상기 마이크로 3축 스테이지 위에서, 시험편의 비틀림 방지를 위해 시험편 위에 샌딩으로 표면처리된 바아를 얹고, 볼트조임으로 고정한다.Further, on the micro triaxial stage, a sanded bar is placed on the test piece to prevent twisting of the test piece, and fixed by bolt tightening.

본 발명의 복합시험장치를 통한 첫번째 효과는, 시험편을 수평으로 고정하고 측정함으로써 종래의 기술보다 정렬성 확보 및 슬립방지에 용이하여 마이크로 스케일 또는 나노 스케일의 시험편에 대한 신뢰성 있는 데이터를 얻을 수 있다는 것이다.The first effect through the composite test device of the present invention is that by securing and measuring the test piece horizontally, it is easier to secure alignment and prevent slip compared to the prior art, so that reliable data for micro-scale or nano-scale test pieces can be obtained. .

두번째 효과는 열-동특성과 함께, 임의의 가스분위기로 시험 환경조성을 함으로써 여러가지 인자를 복합적으로 동시 측정할 수 있다.The second effect, combined with thermo-dynamic properties, allows for simultaneous simultaneous measurement of several factors by creating a test environment with an arbitrary gas atmosphere.

세번째 효과는 정밀 신율계가 소재와 직접 접촉하지 않기 때문에 마이크로 스케일 또는 나노 스케일의 시험편에 대한 신뢰성 있는 데이터를 얻음에 최적화되어 있다.The third effect is optimized for obtaining reliable data on microscale or nanoscale specimens because the precision extensometers do not have direct contact with the material.

도 1은 종래 유압 및 서보모터를 이용한 시험편 접촉식 수직형 신뢰성 평가 방식이 적용된 시스템을 나타낸 이미지이다.
도 2는 종래의 마이크로 스케일 수직형 신뢰성 평가 방식이 적용된 시스템을 나타낸 이미지이다.
도 3은 본 발명이 바람직하게 적용된 마이크로 열-동특성 복합시험장치를 나타내는 것으로, (a)는 개략 사시도이고, (b)는 실제 이미지이다.
도 4는 본 발명이 바람직하게 적용된 마이크로 열-동특성 복합시험장치의 환경조성부의 실제 이미지를 나타내는 것으로, (a)는 폐쇄된 상태를 (b)는 개방된 상태를, (c)는 복합시험장치에 조립된 상태를, (d)는 조립후의 투시도를 각각 나타낸다.
도 5는 본 발명이 바람직하게 적용된 마이크로 열-동특성 복합시험장치의 시험편 장착부를 나타낸 것으로, (a)는 시험편이 장착된 실제예를 (b)는 시험편 장착부의 마이크로 3축 스테이지를, (c)는 시험편의 장착양상을 설명하는 개략 사시도이다.
도 6은 본 발명이 바람직하게 적용된 마이크로 열-동특성 복합시험장치의 비전부를 나타내는 실제 이미지이다.
도 7은 본 발명의 마이크로 열-동특성 복합시험장치의 비전부를 통해 촬영된 시험편의 예를 나타내는 이미지이다.
도 8은 본 발명이 바람직하게 적용된 마이크로 열-동특성 복합시험장치를 이용한 변형률 측정예에서 시간경과에 따른 표점거리 변형율 측정을 이미지 프로세싱방식으로 전사하여 행한 경우를 나타내는 이미지이다.FIG. 1 is an image showing a system to which a test piece contact type vertical reliability evaluation method using a conventional hydraulic and servomotor is applied.
2 is an image showing a system to which a conventional micro scale vertical reliability evaluation method is applied.
Figure 3 shows a micro thermo-dynamic characteristics test apparatus to which the present invention is preferably applied, (a) is a schematic perspective view, and (b) is an actual image.
Figure 4 shows the actual image of the environmental composition of the micro thermo-dynamic characteristics composite test apparatus to which the present invention is preferably applied, (a) is a closed state (b) is an open state, (c) is a composite test device (D) shows the perspective view after assembly, respectively.
Figure 5 shows the test piece mounting portion of the micro thermo-dynamic characteristics test apparatus to which the present invention is preferably applied, (a) is a practical example in which the test piece is mounted (b) is a micro triaxial stage of the test piece mounting portion, (c) Is a schematic perspective view explaining the mounting pattern of the test piece.
6 is an actual image showing the vision portion of the micro thermo-dynamic characteristics composite test apparatus to which the present invention is preferably applied.
7 is an image showing an example of a test piece photographed through the vision portion of the micro thermo-dynamic characteristics composite test apparatus of the present invention.
FIG. 8 is an image showing a case where a strain measurement of the gauge length over time is transferred by an image processing method in the strain measurement example using the micro thermo-dynamic characteristics composite test apparatus to which the present invention is preferably applied.

이하 본 발명이 바람직하게 적용된 실시예에 대해 첨부도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments to which the present invention is preferably applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 실시예의 마이크로 열-동특성 복합시험장치를 나타내는 것으로, (a)는 개략 사시도이고, (b)는 실제 이미지이고, 도 4는 본 실시예의 마이크로 열-동특성 복합시험장치의 환경조성부의 실제 이미지를 나타내는 것으로, (a)는 폐쇄된 상태를 (b)는 개방된 상태를, (c)는 복합시험장치에 조립된 상태를, (d)는 조립후의 투시도를 각각 나타내며, 도 5는 본 실시예의 마이크로 열-동특성 복합시험장치의 시험편 장착부를 나타낸 것으로, (a)는 시험편이 장착된 실제예를 (b)는 시험편 장착부의 마이크로 3축 스테이지를, (c)는 시험편의 장착양상을 설명하는 개략 사시도이다.Figure 3 shows a micro thermodynamic dynamic composite test apparatus of this embodiment, (a) is a schematic perspective view, (b) is an actual image, Figure 4 is an environmental composition of the micro thermo dynamic dynamic composite testing apparatus of this embodiment (A) shows the closed state, (b) shows the open state, (c) shows the assembled state in the composite test device, (d) shows the perspective view after assembly, and FIG. (A) shows the actual example in which the test piece is mounted, (b) shows the micro triaxial stage of the test piece mounting part, and (c) shows the mounting pattern of the test piece. It is a schematic perspective view explaining.

본 실시예의 복합시험장치(1)는 시험편 장착부(10)와, 환경조성부(20), 외력부가수단(30), 물성측정부(40), 그리고 비전부(50)로 이루어진다.The composite test apparatus 1 of the present embodiment includes a test piece mounting portion 10, an environmental composition portion 20, an external force adding means 30, a physical property measuring portion 40, and a vision portion 50.

상기 시험편 장착부(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 3차원으로 제어된 이동이 가능한 마이크로 3축 스테이지(3, 4) 상에 설치된다.The test piece mounting portion 10 is installed on the micro three-axis stage (3, 4) capable of three-dimensionally controlled movement, as shown in FIG.

상기 시험편 장착부(10)에 대해 더 구체적으로 설명하면, 상기 각 마이크로 3축 스테이지(3, 4)의 상부에는 그 폭방향으로 홈이 형성되어 있고, 그 홈에 히트스틱(heatstick, 11)이 끼워지며, 이 히트시틱(11)이 삽입대응하는 홈이 그 폭방향으로 저부에 길게 형성된 다이(9, 9)들이 히트스틱(11)을 개재하여 마이크로 3축 스테이지(3, 4)에 각각 끼워진다.In more detail with respect to the test piece mounting portion 10, a groove is formed in the width direction of the upper portion of each of the micro triaxial stage (3, 4), the heat stick (heatstick 11) is inserted into the groove The dies 9 and 9 having grooves corresponding to the heat sieve 11 inserted into the bottoms in the width direction thereof are inserted into the micro triaxial stages 3 and 4 via the heat sticks 11, respectively. Lose.

상기 다이(9, 9)들의 각각의 상부면에는 상호 대향해서 정렬된 연장홈(12, 12)이 형성되고, 이 연장홈(12, 12)과 상부면에서 각각 직교하는 형태로 고정바아 홈(13, 13)이 형성된다. Extension grooves 12 and 12 are formed on the upper surfaces of the dies 9 and 9 so as to face each other, and the fixed bar grooves are formed to be orthogonal to the extension grooves 12 and 12, respectively. 13, 13) are formed.

도 5(c)에 도시된 상기 시험편(8)은 식별을 위해 크게 표시하였지만 실제는 그 굵기가 마이크로 스케일 또는 나노스케일까지 축소된다. The test piece 8 shown in FIG. 5C is largely displayed for identification, but in reality, its thickness is reduced to micro scale or nano scale.

상기 시험편(8)은 상기 다이(9, 9)에 형성된 상기 연장홈(12, 12)에 놓이고, 상기 시험편(8)의 양단 위에 위치하는 고정바아(7)가 시험편(8)의 길이방향과 수직인 방향로 상기 고정바아 홈(13)에 끼워진 다음, 고정나사(5)를 시험편(8)이 장착된다.The test piece (8) is placed in the extension grooves (12, 12) formed in the die (9, 9), a fixed bar (7) located on both ends of the test piece (8) in the longitudinal direction of the test piece (8) The test piece 8 is mounted to the fixing bar groove 13 in a direction perpendicular to the fixing screw groove 13.

상기 고정바아(7)의 이면, 즉 시험편(8)과 만나는 면은 샌딩(sanding) 표면처리를 행하는 것이 좋고, 더 바람직하게는 나노샌딩 표면처리를 행하는 것이 좋다. 이로써, 시험편(8)의 파지력을 증대시켜, 시험편(8)의 슬립이나 비틀림을 방지하고, 또한 시험편(8)에 극력 손상을 주지 않도록 하여 손상으로 인한 시험평가에의 영향을 배제하도록 한다.It is preferable to perform a sanding surface treatment on the back surface of the fixed bar 7, that is, the surface that meets the test piece 8, and more preferably to perform a nano sanding surface treatment. As a result, the gripping force of the test piece 8 is increased to prevent slippage and torsion of the test piece 8, and to prevent damage to the test piece 8 so as to prevent damage to the test piece 8 so as to exclude the influence on the test evaluation due to the damage.

한편, 본 실시예에서는, 도 4(c) 및 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로 3축 스테이지(3, 4)가 연결아암(33, 33)들을 통해 미세조정부(32, 42)에 연결된다.On the other hand, in the present embodiment, as shown in Figs. 4 (c) and 4 (d), the micro triaxial stage (3, 4) is fine adjustment unit 32, 42 through the connecting arms (33, 33) )

상기 미세조정부(32, 42)는 마이크로 3축 스테이지(3, 4)를 전후, 좌우, 상하로 이동시켜 시험편(8)의 정렬을 행하는 것이다.The fine adjustment units 32 and 42 move the micro triaxial stages 3 and 4 back and forth, left and right, and up and down to align the test piece 8.

그리고, 상기 두 미세조정부(32, 42) 중 한쪽은 정지된 상태를 유지하고, 다른 한쪽만 이동을 시키며, 정지된 쪽에는 로드셀을 구비하여 시험편(8)에 가해지는 하중을 측정할 수 있다.In addition, one of the two fine adjustment units 32 and 42 maintains a stationary state, only the other side moves, and a load cell is provided on the stationary side to measure the load applied to the test piece 8.

도 3(a)는 상기 두 마이크로 3축 스테이지 중 일방의 마이크로 3축 스테이지(4) 쪽을 센서부(40)로 구성한 경우를 나타낸 것으로, 상기 마이크로 3축 스테이지(4)는 연결아암(33)을 통해, 미세조정부(42)를 대신하여 로드셀에 연결하고, 이 로드셀 몸체가 지지대(41)에 의해 지지된다. 3 (a) shows a case in which one of the two micro triaxial stages 4 is configured with the sensor unit 40, and the micro triaxial stage 4 has a connecting arm 33. As shown in FIG. Through the connection to the load cell in place of the fine adjustment unit 42, the load cell body is supported by the support (41).

상기 마이크로 3축 스테이지(3, 4)는 3차원으로 제어된 이동을 행하는 구동수단을, 예컨대 그 저부에 별도로 구비할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함된다.The micro three-axis stages 3 and 4 may be provided separately with, for example, the bottom thereof, a driving means for performing a three-dimensional controlled movement, which is also included in the scope of the present invention.

상기 미세조정부(42)는 그 후방으로 유압모터, 리니어모터, 또는 서보모터 등의 외력부가수단에 연결되는데, 본 실시예에서는 외력부가수단으로서 서보모터(31), 그리고 추가적으로 기어수단 및 이 기어수단에 대한 백래쉬(backlash)방지수단을 채용하였다. The fine adjustment section 42 is connected to an external force adding means such as a hydraulic motor, a linear motor, or a servo motor to the rear thereof. In this embodiment, the external control means adds a servo motor 31 as an external force adding means, and additionally, a gear means and the gear means. The backlash prevention means for the system was adopted.

상기 서보모터(31)은 피드백을 통해 정확한 구동제어가 가능하며, 서보모터(31)로부터의 구동력이 기어수단에 전달되고, 기어수단은 미세조정부(32)를 시험편(8)의 길이방향으로 이동시켜, 시험편 장착부(10)에 고정된 시험편(8)에 인장력 등 외력이 부가되게 된다.The servo motor 31 is capable of accurate drive control through feedback, the driving force from the servo motor 31 is transmitted to the gear means, the gear means moves the fine adjustment unit 32 in the longitudinal direction of the test piece (8) In this case, an external force such as a tensile force is added to the test piece 8 fixed to the test piece mounting portion 10.

한편, 도 4(a) 및 도 4(b)는 환경조성부를 나타내는 것으로, 본 실시예에서는 상자형상의 챔버(20)를 채용한다.On the other hand, Fig. 4 (a) and Fig. 4 (b) show the environmental composition, in the present embodiment employs a box-shaped chamber 20.

상기 챔버(20)는 상하적이 힌지연결되어 개폐가능한 형태를 갖고, 상하적의 양 측부에는 각각 반원형상 패임부가 형성되어 폐쇄시 원형상의 개구(開口)부를 이루도록 한다.The chamber 20 is hinged up and down has a form that can be opened and closed, semi-circular recesses are formed on both sides of the top and bottom to form a circular opening when closed.

상기 개구부는 연결아암(33, 33)의 직경보다 다소 크게 형성되어 개구부와 연결아암(33)사이는 패킹재를 개재하여 외기로부터 챔버(20)가 폐쇄되도록 한다.The opening is formed somewhat larger than the diameter of the connecting arms 33 and 33 so that the chamber 20 is closed from the outside air through the packing material between the opening and the connecting arm 33.

상기 챔버(20)내에 마이크로 3축 스테이지(3, 4)를 포함한 시험편 장착부(10)가 들어간다.The test piece mounting portion 10 including the micro triaxial stages 3 and 4 enters the chamber 20.

상기 챔버(20)에는 다수의 통로구(도시생략)가 형성되고 각각의 통로구에 연결된 관부재 또는 파이프를 통해 외부공급수단으로부터의 분위기조성용 매체가 챔버 내로 공급 또는 배출되도록 하고, 또한, 상기 챔버(20)에 금속판형 카트리지 히터를 내장함으로써, 시험평가시 다양한 외기 환경에서의 시험편에 대한 열-동특성을 시험할 수 있도록 하였다.The chamber 20 is provided with a plurality of passages (not shown), and the medium for forming the atmosphere from the external supply means is supplied or discharged into the chamber through a pipe member or pipe connected to each passage. By incorporating a metal plate-shaped cartridge heater in (20), it was possible to test the thermo-dynamic characteristics of the specimens in various outdoor environments during the test evaluation.

한편, 상기 챔버(20)에 그 내부를 들여다 볼수 있는 투명창이 상부에 구비된다. 상기 투명창으로 시험편(8)을 확대관측가능한 광원렌즈(도시 생략) 및 CCD카메라로 이루어진 비전부(50)가 근접 배치된다.On the other hand, the chamber 20 is provided with a transparent window that can look into the inside. A vision unit 50 composed of a light source lens (not shown) and a CCD camera capable of enlarging the test piece 8 with the transparent window is disposed in close proximity.

상기 비전부(50)에 LED광원(도시 생략)을 추가함으로써 광원렌즈를 통한 확대에 의해 흐려진 영상을 LED광원으로 보완할 수 있도록 하였다.By adding an LED light source (not shown) to the vision unit 50, the image blurred by the enlargement through the light source lens can be supplemented with the LED light source.

상기 CCD카메라, 고배율의 광학렌즈, LED광원으로 이루어진 하드웨어와 영상데이터를 실시간으로 분석하여 변형률을 측정할 수 있는 소프트웨어를 조합하여 비접촉 비전적용 변형률 측정부를 구성할 수 있다.The non-contact vision strain measurement unit may be configured by combining hardware consisting of the CCD camera, a high magnification optical lens, and an LED light source and software capable of measuring the strain by analyzing image data in real time.

이와 같이, 본 발명은 마이크로 스케일 또는 나노 스케일의 소재와 부품의 공정 환경에서의 신뢰성 평가 데이터의 필요성에 의해 발명된 것으로 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다.
As such, the invention has been invented by the need for reliability evaluation data in the processing environment of microscale or nanoscale materials and components and the scope of the invention should be construed by the appended claims.

Claims (8)

마이크로 스케일 또는 나노 스케일의 시험편에 대한 외력부가에 의한 재료물성의 측정을 위해 시험편의 외력부가방향 상의 단부들을 고정 및 정렬할 수 있는 복수의 시험편 장착부와,
상기 시험편 장착부들 중 적어도 하나에 연결되어 시험편에 외력을 가하도록 구비되는 외력부가수단과,
시험편 주위에 재료물성시험을 위한 하나 또는 복수의 매체 분위기를 조성하기 위해 시험편을 둘러싸서 대기로부터 격리시키도록 구비되는 환경조성부와,
상기 환경조성부에 외부공급수단으로부터의 분위기조성용 매체가 공급 또는 배출되도록 상기 환경조성부에 복수 형성된 통로구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 열-동특성 복합시험장치.A plurality of test piece mounting portions capable of fixing and aligning end portions of the test piece in directions for measurement of material properties by the external force addition to the micro-scale or nano-scale test piece;
External force adding means connected to at least one of the test piece mounting portions and provided to apply an external force to the test piece;
An environmental composition unit arranged to isolate the specimen from the atmosphere so as to create one or a plurality of medium atmospheres for material property tests around the specimen;
And a plurality of passage holes formed in the environmental composition part so as to supply or discharge the atmosphere composition medium from the external supply means to the environmental composition part. 제1항에 있어서,
상기 외력부가수단은 서보모터와, 백래쉬가 방지된 동력전달수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 열-동특성 복합시험장치.The method of claim 1,
And said external force adding means comprises a servo motor and a power transmission means for preventing backlash. 제2항에 있어서,
상기 시험편 장착부들 중 적어도 하나는 3차원으로 제어된 이동이 가능한 마이크로 3축 스테이지 상에 장착됨으로써 시험편의 정렬이 가능한 것을 특징으로 하는 마이크로 열-동특성 복합시험장치.The method of claim 2,
At least one of the specimen mounting portion is a micro thermo-dynamic characteristics composite test device, characterized in that the alignment of the specimen by being mounted on a three-dimensional controlled micro-axial stage capable of movement. 제3항에 있어서,
상기 시험편 장착부들 중 적어도 다른 하나는 로드셀(loadcell)인 것을 특징으로 하는 마이크로 열-동특성 복합시험장치.The method of claim 3,
At least one of the test piece mounting portion is a micro-thermal dynamic composite test device, characterized in that the load cell (loadcell). 제3항에 있어서,
상기 환경조성부 내에 시험편의 열 특성평가를 위해 금속판형 카트리지 히터가 내장되는 것을 특징으로 하는 마이크로 열-동특성 복합시험장치.The method of claim 3,
Micro thermo-dynamic characteristics composite test device, characterized in that the metal plate-shaped cartridge heater is built in the environmental composition to evaluate the thermal characteristics of the test piece. 제3항에 있어서,
상기 환경조성부는 개폐가능한 박스형상의 챔버로 구성하고, 상기 챔버 상에 구비된 투명창을 통해 시험편을 확대관측가능한 광원렌즈 및 CCD카메라로 이루어진 비전부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 열-동특성 복합시험장치.The method of claim 3,
The environmental composition unit comprises a box-shaped chamber that can be opened and closed, and further comprises a vision unit comprising a light source lens and a CCD camera that can enlarge and test the test piece through a transparent window provided on the chamber. Test equipment. 제6항에 있어서,
상기 비전부에 LED광원을 추가하여 광원렌즈를 통한 확대에 의해 흐려진 영상을 LED광원으로 보완하는 것을 특징으로 하는 마이크로 열-동특성 복합시험장치.The method of claim 6,
Adding a LED light source to the vision portion, the micro thermo-dynamic characteristics composite test device, characterized in that the image blurred by the enlarged through the light source lens to complement the LED light source. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로 3축 스테이지 위에서, 시험편의 비틀림 방지를 위해 시험편 위에 샌딩 표면처리된 바아를 얹고, 볼트조임으로 고정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 열-동특성 복합시험장치.
















8. The method according to any one of claims 3 to 7,
The micro thermo-dynamic composite test apparatus, characterized in that the sanding the surface-treated bar on the test piece to prevent the twisting of the test piece on the micro triaxial stage, and fixed by bolt tightening.
















KR1020100051072A 2010-05-31 2010-05-31 Multi tester for measuring heat-dynamic feature of micro-scale test piece KR101192656B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100051072A KR101192656B1 (en) 2010-05-31 2010-05-31 Multi tester for measuring heat-dynamic feature of micro-scale test piece

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100051072A KR101192656B1 (en) 2010-05-31 2010-05-31 Multi tester for measuring heat-dynamic feature of micro-scale test piece

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110131570A true KR20110131570A (en) 2011-12-07
KR101192656B1 KR101192656B1 (en) 2012-10-19

Family

ID=45499917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100051072A KR101192656B1 (en) 2010-05-31 2010-05-31 Multi tester for measuring heat-dynamic feature of micro-scale test piece

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101192656B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013115866A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-08 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for testing of micro-sized materials
KR101374276B1 (en) * 2012-11-12 2014-03-12 동명대학교산학협력단 Apparatus for test specimen's tensile and fatigue testing in-situ within sem
KR101453947B1 (en) * 2013-06-28 2014-10-22 한국기계연구원 Property testing apparatus of freestanding nanofilm using electrowetting

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3880840B2 (en) 2001-11-08 2007-02-14 株式会社東芝 Small material testing machine
KR100515395B1 (en) 2003-09-20 2005-09-15 학교법인고려중앙학원 Precision Friction Tester

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013115866A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-08 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for testing of micro-sized materials
US8984957B2 (en) 2012-01-30 2015-03-24 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for testing of micro-sized materials
US9304071B2 (en) 2012-01-30 2016-04-05 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for testing of micro-sized materials
US9404839B2 (en) 2012-01-30 2016-08-02 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for testing of micro-sized materials
KR101374276B1 (en) * 2012-11-12 2014-03-12 동명대학교산학협력단 Apparatus for test specimen's tensile and fatigue testing in-situ within sem
KR101453947B1 (en) * 2013-06-28 2014-10-22 한국기계연구원 Property testing apparatus of freestanding nanofilm using electrowetting

Also Published As

Publication number Publication date
KR101192656B1 (en) 2012-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Davidson et al. Effects of friction, geometry, and fixture compliance on the perceived toughness from three-and four-point bend end-notched flexure tests
To et al. A soft optical waveguide coupled with fiber optics for dynamic pressure and strain sensing
Ifju et al. Recent applications of moiré interferometry
Kang et al. A novel method for in situ uniaxial tests at the micro/nano scale—Part I: Theory
PT103034A (en) UNIVERSAL MACHINE FOR MULTIAXIAL TESTS
KR101737817B1 (en) Nano material testing apparatus and method for testing material using the same
JP2018523828A (en) Planar test system
KR101844564B1 (en) A Small Type of a Device for Measuring Strain for Practicing in Learning
JP2006242645A (en) Jig for testing in-plane shearing of sheetlike material and machine for testing in-plane shearing
KR101192656B1 (en) Multi tester for measuring heat-dynamic feature of micro-scale test piece
LT6315B (en) Device for measuring characteristics of sreting material surface deterioration
Garnica-Palafox et al. Macro-and micromechanical responses of an elastomeric membrane undergoing biaxial tension by indentation
Inamdar et al. Study of thermal aging behavior of epoxy molding compound for applications in harsh environments
Conrad et al. GPU-based digital image correlation system for uniaxial and biaxial crack growth investigations
CN102183413A (en) Filament fiber loading and measuring device under Raman environment
EP0697095B1 (en) High-temperature extensometer
Libura et al. Anti-buckling system for flat specimens investigations under cyclic tension-compression
Gadhe et al. Digital image correlation technique for strain measurement of aluminium plate
CN106969972B (en) Material double-shaft compression loading device for environment scanning electron microscope
CN102384878A (en) Scale-span in situ micro-nano stretching/compressing hydraulic drive testing device under microscopic assembly
CN201965060U (en) Filament fiber loading and measuring device under Raman environment
RU2612197C1 (en) Test rig for hardness of sample made of toxic material
JP2003207432A5 (en)
Denk et al. Four-point-bending device for bending moment controlled cyclic reverse loading on plate materials and its application on AZ31B magnesium sheets
Kujawinska et al. Micromeasurements: a challenge for photomechanics

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151001

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161005

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161118

Year of fee payment: 18