육방정계 재료의 입계특성분포에 대한 몬테칼로 시뮬레이션

초록

육방정계 재료의 미세조직 발달에 따른 GBCD(grain boundary character distribution)의 영향을 연구하기 위하여 컴퓨터 미세조직에 실제 재료의 집합조직을 부여할 수 있는 몬테칼로 시뮬레이션 방법이 개발되었다. 이 방법은 실험에서 얻어진 ODF(orientation distribution function)로부터 집합조직 분율과 가우스 반가폭을 추출하는 것과 이를 이용하여 컴퓨터 미세조직의 각 결정립에 결정방위를 부여하는 것으로 구성되었다. 그리고 집합조직이 부여된 컴퓨터 미세조직으로부터 GBCD를 계산할 수 있는 전산코드를 개발하였다. 육방정계 재료의 기준자료가 될 수 있는 GBCD을 랜덤 집합조직으로 부커 c/a=1.55~1.633 영역에 대하여 19까지 계산하였다. 랜덤 집합조직의 어긋남 방위(misorientation)와 CLS(coincidence site lattice) 입계분포는 이론 값과 일치하였다. 그리고 순수 Ti에 대한 ODF로 부터 집합조직 분율과 가우스 반가폭을 추출하여 컴퓨터 미세조직에 대응시켜 GBCD를 계산하였으며, 또한 공간분포와 GBCD의 관계를 시뮬레이션 하였다. 집힙조직의 강도가 높을수록 1입계분포가 증가하였다. 주 집합조직 성분들과 특정 CLS관계에 있다면 그 CLS분포가 증가하였으며, 주 집합조직 성분의 입자가 조대할수록 군집(clustering)될 확률이 높아져 1입계분포가 증가하였다. 이러한 현상은 선행 연구자들의 EBSD에서 측정된 결과와 잘 일치하였다. 따라서 집합조직과 집합조직 성분들의 공간분포를 조절함으로서 실제와 유사한 집합조직과 GBSD를 갖는 컴퓨터 미세조직을 구현할 수 있었으며, 입자성장 시뮬레이션을 위한 초기 미세조직으로 사용될 수 있다.