세라믹 박판은 높은 기계적 강도와 열전도성으로 인해 연료전지 및 방열 기판과 같은 다양한 첨단 기술 분야에서 널리 활용되고 있다. 그러나 세라믹 박판의 두께가 얇아지는 추세에 따라 휨 현상이 증가하게 되며, 이는 제품의 품질과 신뢰성에 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 세라믹 박판의 휨을 이해하고 정확히 측정하는 것이 점점 더 중요해지고 있다. 본 연구에서는 고체 산화물 연료전지의 반셀(양극/전해질) 구조를 가진 세라믹 박판의 면적과 두께를 변화시켜 휨을 측정하기 위해 비접촉식 측정 기법인 광 절단법을 적용하였다. 이를 통해 박판의 물리적 특성과 뒤틀림 간의 상관관계를 분석하였다. 또한, 기존 측정 방법인 접촉식 측정 과정 중 압축 하중으로 인해 발생할 수 있는 뒤틀림 오차를 평가하기 위한 비교 분석을 수행하였다. 마지막으로 비접촉식 측정 방법의 신뢰성을 검증하기 위해 광 절단법, 레이저 변위 측정법, 광학 공초점법, 백색광 간섭 등 네 가지 비접촉식 측정 기술을 활용하여 방향에 따른 뒤틀림 데이터를 비교하였다. 아울러, 접촉식 측정 방법을 통해 얻은 결과와 평균 휨 값을 비교 분석하였다. 이를 통해 비접촉식 측정 방법의 우수성과 높은 신뢰성을 입증하였다.
Ceramic thin plates are widely utilized in various advanced technologies, such as fuel cells and heat dissipation substrates, due to their high mechanical strength and thermal conductivity. However, the trend of thinning ceramic plates increases warpage, which can critically affect product quality and reliability. Therefore, understanding and accurately measuring this warpage has become increasingly important. In this study, a non-contact measurement method, the light sectioning technique, was applied to measure the warpage of thin ceramic plates with a half-cell (anode/electrolyte) structure for solid oxide fuel cells (SOFC) by varying their area and thickness. The relationship between the physical properties of the thin plates and the warpage was analyzed. Additionally, a comparative analysis was conducted to evaluate warpage errors caused by compressive loads during the traditional contact measurement process. Finally, to verify the reliability of the non-contact measurement method, four types of non-contact measurement techniques - light sectioning technique, laser displacement measurement, optical confocal technique, and white-light interferometry technique - were used to compare warpage data by orientation. The results were also compared with those from contact measurement methods to analyze the average warpage values. Through this, the superiority and high reliability of the non-contact measurement method were demonstrated.
