커널평균 방위차 매핑 (Kernel Average Misorientation Mapping)

한 줄 정의: EBSD로 측정한 방위 데이터를 이용해 각 측정점 주변의 국소 영역(커널)과의 평균 방위차를 계산하여 국부적인 소성변형 정도를 지도로 나타내는 분석 기법입니다.

쉽게 풀면

금속을 구부리거나 두드리면 눈에는 안 보이지만 내부 결정 격자가 미세하게 뒤틀립니다. 커널평균 방위차 매핑은 바로 이 미세한 뒤틀림을 색깔로 표시해서 어디에 변형이 많이 쌓였는지 보여주는 방법입니다. 마치 종이를 접었다 편 뒤 남은 주름의 진하기로 어디가 많이 접혔는지 짐작하는 것과 비슷합니다. 색이 진할수록 그 지점 주변의 결정 방향이 이웃 지점들과 많이 어긋나 있다는 뜻이고, 이는 국부적으로 변형이 많이 축적되었다는 신호입니다.

왜 중요한가

재료 내부의 소성변형 분포는 균열이 시작되는 위치나 재결정이 일어나는 지점을 예측하는 데 중요한 단서가 됩니다. 커널평균 방위차 매핑은 변형이 국부적으로 어디에 집중되는지 정량적으로 보여줄 수 있어 피로, 파괴, 재결정 거동 연구에서 자주 활용됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"Kernel average misorientation mapping showed localized strain accumulation near the grain boundaries after tensile deformation."

인장 변형 후 결정립계 근처에 변형이 국부적으로 집중되었음을 커널평균 방위차 매핑으로 확인했다는 뜻입니다.

"The KAM values decreased significantly after annealing, indicating recovery of the dislocation substructure."

소둔 후 KAM 값이 크게 감소해 전위 하부구조가 회복되었음을 시사한다는 내용입니다.

조금 더 깊게 보면

커널평균 방위차는 EBSD 지도의 각 픽셀에서 주변 이웃 픽셀들과의 방위 차이(misorientation angle)를 평균 내어 계산하며, 일반적으로 일정 각도 이상 차이 나는 결정립계는 계산에서 제외해 결정립 내부 변형만을 반영합니다. 이 값은 전위 밀도와 대체로 비례하는 경향이 있어 국부 소성변형의 상대적 지표로 널리 쓰입니다.

주의할 점

KAM 값은 절대적인 전위 밀도 수치가 아니라 상대적인 비교 지표이며, EBSD 측정의 각도 분해능과 픽셀 간격(스텝 사이즈) 설정에 따라 값이 달라질 수 있어 시료 간 비교 시 동일한 측정 조건을 유지해야 합니다.