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304 초 음 파 탐 상 검 사 [그림 1-20]과 같이 진동자가 접촉해 있는 면에 종파가 전파해 오면 면이 진동하기 때문 에 진동자에 힘이 가해진다. 그리고 진동자 면에는 가해진 힘에 비례한 전압이 생긴다. 이 전압이 수신신호로 수신부에 송신된다. 이것이 초음파의 수신이다. 이상과 같이 탐촉자에 서 가장 중요한 역할을 담당하고 있는 진동자에는 <표 1-5>와 같은 여러 종류의 압전소자 가 목적에 따라 선택 적용되고 있다. 압전 특성을 갖는 많은 재질 중에서 비파괴검사를 목적으로 사용되는 것으로는 지르콘 티탄산 납(lead zirconate titanate, PZT), 티탄산 바륨(barium titanate, BaTiO 3 ), 니오비옴 산 납(lead metaniobate, PbNb 2 O 6 ), 황산 리튬(Lithium sulfate, LiSO 4 , H 2 O) 등이 사용된다. 수정은 가장 오래된 압전 재질로써 투명하고 단단하다. 화학적으로도 단지 몇 가지를 제외 하고는 부식에 대한 안정성을 갖는다. 수정은 또한 기계적, 전기적으로 안정하며, 불용성 이며 큐리점(Curie point)이 높기(약 576°C) 때문에 고온에서 사용이 용이하다. 수정을 이 용할 때의 단점은 불필요한 진동 양식을 발생하기가 쉬우므로 모드변환(mode conversion) 이 일어나기 쉽다. 또한 일반적인 결정체 중에서 가장 음향에너지 송신 효율이 나쁘다. 표 1-5 압전소자의 종류와 특징 진동자 재질 장 점 단 점 용도 수정 (quartz) ① 전기, 화학, 기계, 열적 안정성이 우수함 ② 수명이 길고 내마모성이 우수함 ③ 불용성, Currie Point가 높아 고온에서의 용이함 ④ 변환효율이 낮다 ⑤ X-cut 및 Y-cut의 2종류 ① 음파의 송신 효율이 가장 나쁘다. 기준 탐촉자 황산리튬 (lithum sulfate) ① 수신효율은 가장 우수함 ② 음향임피던스가 낮아 수침용으로 적당 (물과의 음향임피던스차가 적어져 통과율이 커진다) ① 깨지기 쉽다. ② 물에 잘 놀아 물에서 사용할 때 방수처리가 필요하다. 고감도가 요구되는 탐촉자 티탄산바륨 (barium titanate baTiO) ① 가장 좋은 송신효율로 고감도가 요구될 때 많이 사용 ② 불용성, 화학적으로 안정, 좋은 송신효율 ① 내마모성이 낮아 수명 이 짧다. 니오비움산 리튬 (lithium niobate) ① 가장 높은 큐리점(1210°C) - 고온사용에 이용 ① 분해능이 떨어진다. 고주파수 탐촉자 니오비움산납 (lead ethaniobate pbNbO) ① 고유의 내부댐핑이 높아 댐핑재를 부착하지 않고 고분해능형 탐촉자에 사용 ① 깨지기 쉬워 고주파수 용으로 쓸 수 없다. 고분해능 탐촉자 비파괴1권-인쇄용.indb 304 2014-12-23 오후 4:42:34