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재료공학116

PVDF(Polyvinylidene Fluoride)의 특성 PVDF(Polyvinylidene Fluoride)는 플루오르 중합체(Fluoropolymer)로, 뛰어난 화학적 안정성, 기계적 강도, 그리고 열적, 전기적 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 사용되는 고성능 폴리머입니다. PVDF는 일반적으로 비닐리덴 플루오라이드(VDF)의 중합으로 제조 됩니다.주요 특성내화학성: PVDF는 강산, 강알칼리, 유기 용매 등에 대한 저항성이 뛰어나며, 부식 환경에서도 안정적입니다.열적 안정성: 최대 약 150°C의 고온에서도 물리적, 화학적 특성을 유지합니다.기계적 강도: 높은 인장 강도와 내마모성을 지니고 있어, 가혹한 환경에서도 사용이 가능합니다.전기적 특성: 우수한 유전체 특성을 가져, 전기 절연체로 활용됩니다.친환경성: 재활용 가능하며, 화재 시 독성 가스를 .. 2024. 12. 19.
Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov(JMAK) 식에 대해서 Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov(JMAK) 식은 재료공학에서 상변태(phase transformation)의 거동을 설명하는 데 사용되는 수학적 모델로, 금속, 세라믹, 고분자 등의 재료에서 발생하는 결정화, 재결정화, 석출 등의 시간-온도 의존성을 기술합니다. Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) 식은 1930년대와 1940년대에 처음 발표되었습니다. A.N. Kolmogorov (1937): Kolmogorov는 상변화가 일어나는 시스템에서의 변환 동역학을 설명하는 통계적 틀을 개발했습니다.W.A. Johnson과 R.F. Mehl (1939): Johnson과 Mehl은 금속학 시스템에서의 재결정화와 핵 생성 등을 연구하기 위해 모델을 개선했습니.. 2024. 12. 13.
전단변태 (Shear Transformation)란? 전단변태는 금속공학에서 결정 구조의 변형 과정 중 하나로, 원자층이 특정 방향으로 미끄러져 새로운 결정 구조로 재배열되는 변태를 의미합니다. 이 과정은 원자의 확산 없이 빠르게 이루어지며, 대표적인 예로 마르텐사이트 변태(Martensitic Transformation)가 있습니다.전단변태의 주요 특징무확산 변태: 전단변태는 원자의 확산이 필요하지 않기 때문에 매우 빠르게 발생합니다. 이는 열역학적으로 낮은 온도에서 변태가 일어나는 데 유리하며, 급속 냉각(quenching) 시에 관찰됩니다.구조적 변화: 전단변태는 원자의 재배열에 의해 기존 결정 구조가 새로운 구조로 변환됩니다. 예를 들어, 철-탄소 합금에서 오스테나이트(γ-Fe, FCC 구조)가 급냉하면 마르텐사이트(BCT 구조)로 변태합니다.변형 .. 2024. 12. 11.
원자층 증착(ALD, Atomic Layer Deposition)에서 시간 분할(Time-Divided) 및 공간 분할(Spatial-Divided)의 개념 원자층 증착(ALD, Atomic Layer Deposition)에서 시간 분할(Time-Divided) 및 공간 분할(Spatial-Divided) 증착 방식은 ALD 공정의 핵심 개념으로, 반응 매개체를 제어하는 방법에 따라 구분됩니다. 이 두 가지 방식은 각각의 장점과 활용 사례에 따라 선택됩니다.1. 시간 분할(Time-Divided ALD)개념시간 분할 ALD는 전통적인 방식으로, 반응 매개체를 시간적으로 순차적으로 공급하여 원자층을 형성합니다. 반응 매개체(A와 B)는 동일한 반응실에서 차례로 투입되며, 각 단계마다 표면 반응이 진행됩니다. 공정 단계전구체 A 주입: 반응 표면에 화학적으로 흡착.퍼지(Purge): 전구체 A의 잔여물을 제거.전구체 B 주입: A와 반응하여 박막을 형성.퍼지: .. 2024. 11. 28.
태양광 전지의 분류에 대해서 태양광 발전(Photovoltaic, PV)과 태양열 발전(Solar Thermal Energy)은 모두 태양의 에너지를 이용하지만, 에너지를 변환하는 방식과 사용 목적이 다릅니다. 태양광 발전은 태양의 빛을 직접적으로 전기로 변환하는 기술입니다. 태양광 패널에 사용되는 태양전지(photovoltaic cells)는 빛의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 데 사용됩니다. 태양전지는 반도체 물질을 이용하여 빛에 의해 발생하는 전자의 흐름을 전기로 변환합니다. 태양광 전지는 다음과 같이 분류할 수 있습니다.1. 단결정 실리콘 태양광 전지 (Monocrystalline Silicon)특징: 이 전지는 하나의 단결정 실리콘 웨이퍼로 만들어져 있습니다. 단결정 실리콘은 고순도의 실리콘을 사용하여 제조되기 때문에 .. 2024. 11. 23.
IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)란? IGZO는 인듐(In), 갈륨(Ga), 아연(Zn), 산소(O)의 조합으로 이루어진 산화물 반도체로, 박막 트랜지스터(TFT)에 주로 사용됩니다. 특히 디스플레이와 같은 전자 기기에서 기존의 실리콘 기반 반도체를 대체할 차세대 기술로 주목받고 있습니다. 일본의 동경공업대학의 호소노 히데오 교수에 의해 처음 발표 되었습니다. 호소노 교수는 투명 산화물 반도체 분야를 개척한 인물입니다. 호소노 교수는 2004년에 IGZO의 우수한 전기적 특성과 투명성을 처음 발표하며, 이를 기반으로 차세대 디스플레이와 전자기기에 사용될 새로운 박막 트랜지스터 기술을 제안했습니다. 그는 재료 물리학 및 전자기기 응용 분야에서 투명 산화물 반도체가 실리콘 기반 기술을 대체할 가능성을 강조했습니다.주요 특징 및 장점높은 전자 이.. 2024. 11. 22.
마레이징 강 (Maraging)이란? 펜싱의 검은 어떤 재료로 만들까요?정답은 마레이징 강(Maraging은 "martensite"와 "aging"의 합성어)입니다. 마레이징 강은 높은 강도와 인성을 가지면서도 연성을 잃지 않는 것으로 알려져 있습니다. 여기서 "aging"이란 시효 열처리를 말하며, 장시간의 열처리 과정을 의미합니다. 이 강철은 매우 낮은 탄소 함량의 초고강도 강철로, 그 강도는 탄소에서 오는 것이 아니라 금속간 화합물의 석출에서 비롯됩니다. 주요 합금 성분은 15~25 중량%의 니켈입니다. 코발트, 몰리브덴, 티타늄과 같은 이차 합금 원소들은 금속간 석출물을 형성하기 위해 첨가됩니다. 1950년대 후반 Bieber가 Inco에서 개발한 초기 연구는 20~25 중량%의 니켈 강철에 소량의 알루미늄, 티타늄, 니오븀을 첨가하.. 2024. 8. 7.
원자 결함과 Kirkendall 효과 결정성 고체와 원자 결함 고체 상태 물리학이 탄생한 것은 막스 폰 라우에 (Max von Laue) (1879–1960)가 결정에서 X선의 회절을 감지한 때입니다. 라우에의 실험은 일반적으로 고체 물질이 원자의 3차원 주기적으로 배열하고 있다는 것을 입증했습니다. 그의 발견은 1912년에 프리드리히와 니핑과 함께 발표되었으며, 이 결과로 1914년 노벨 물리학상을 받았습니다. 하지만, 라우에의 이상적인 결정 (crystal) 상태는 '죽은' 상태의 결정입니다. 고체 상태의 확산과 많은 다른 특성은 이러한 이상적인 상태에서 벗어나는 것이 필요합니다. 러시아 물리학자 야코프 일리치 프렌켈 (Yakov Il'ich Frenkel) (1894–1952)은 고체 상태 물리학 분야에서 무질서의 개념을 처음 소개한 .. 2024. 2. 20.
브라운 운동 (Brownian motion) 브라운의 발견 액체에 떠다니는 작은 입자의 불규칙한 운동 현상은 스코틀랜드 과학자 로버트 브라운 (1773-1858)에 의해 발견 되었습니다. 브라운은 목사의 아들이었습니다. 그는 에든버러 대학에서 의학을 공부했지만 학위를 받지 못했습니다. 그는 21세 때에 새롭게 만들어진 스코틀랜드 군단에 복무하기 시작했습니다. 그 시점에서 그는 의학이 아닌 식물학에 진정한 흥미가 있다는 것을 알게 되었고, 그 시점에 이미 식물학자로서 어느 정도의 명성을 쌓은 상태였습니다. 1798년에 그의 군단을 모집하러 런던을 방문했을 때, 그는 왕립 학회 회장이었던 식물학자 Sir Joseph Banks를 만나게 되었고, 해양부에서 자연사 연구원으로 추천 받아 항해를 하게 되었습니다. 브라운은 호주에서 다양한 식물을 폭넓게 수집.. 2024. 2. 19.

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