Abstract
Anisotropic elastic constants of Zr-2.5Nb pressure tube materials were determined by a high temperature resonant ultrasound spectroscopy (RUS). The resonant frequencies were measured using alumina wave-guides and wide band ultrasonic transducers in a small furnace. The rectangular parallelepiped specimens were fabricated along with the axial, radial and circumferential direction of the pressure tube. A nine elastic stiffness tensor for orthotropic symmetry was determined in the range of room temperature ${\sim}500^{\circ}C$. As the temperature increases, the elastic constant tensor, cij gradually decreases. Higher elastic constants along the transverse direction compared to those along the axial or radial direction are similar to the case of Young's modulus or shear modulus. A crossing of shear elastic constants along axial direction and radial direction was observed near $150^{\circ}C$. This fact corresponds to the crossing of c44 and c66 of single crystal zirconium.
중수로 압력관으로 사용되는 Zr-2.5Nb 재료의 고온 이방성 탄성계수를 고온 초음파공명분광법(RUS)로 측정하였다. 소형 가열로 내에 알루미나 waveguide와 광대역 초음파 센서를 사용하여 초음파에너지를 시편에 가하고 시편의 공명주파수를 측정하였다. 압력관의 축 방향, 반경 방향, 원주 방향에 일치하도록 장방형 시편을 가공하였으며 각 방향에 대한 탄성계수 텐서 9개의 값을 상온${\sim}500^{\circ}C$ 온도 구간에서 측정하였다. 탄생계수 텐서, $c_{ij}$는 모두 온도가 증가함에 따라 점진적으로 감소하며 원주 방향의 탄성계수가 축 방향 및 반경 방향의 탄성계수보다 높았다. 이것은 Young's modulus나 shear modulus의 경우에도 일치하였으며 축 방향과 반경 방향의 경우 큰 차이를 나타내지 않았다. 축 방향 및 반경 방향의 비틀림 탄생계수가 $150^{\circ}C$ 부근에서 서로 교차하였으며 이는 단결정 지르코늄의 $c_{44}$ 및 $c_{66}$의 교차 현상과 일치하였다.
