본문 바로가기

재료공학117

Ni4W crystal structure - tetragonal I4/m Green = Ni Red = W 2023. 4. 7.
입방체 구조에서 충진율(packing density) 충진율(packing density)은 결정 구조에서 원자 또는 이온이 차지하는 공간의 양을 나타냅니다. BCC(body-centered cubic) 및 FCC(face-centered cubic) 구조와 같은 입방 구조의 경우 단위 셀 내의 원자 또는 이온의 배열을 고려하여 충진율을 계산할 수 있습니다. 단순 입방체 구조(Simple cubic)에서 패킹 밀도는 52.4%이며, 이는 사용 가능한 공간의 52.4%만이 원자 또는 이온에 의해 점유된다는 것을 의미합니다. 이것은 단순한 입방 구조의 각 원자가 6개의 이웃 원자와 접촉하여 그들 사이에 상당한 빈 공간을 남기기 때문입니다. BCC 구조에서는 각 원자가 8개의 이웃 원자와 접촉하기 때문에 충진율이 68%로 약간 더 높아 공간을 보다 효율적으로 사.. 2023. 4. 7.
체심 입방 구조 (Body-centered cubic, BCC) BCC는 Body-Centered Cubic의 약자로 체심입방구조라고 하며, 철, 크롬, 텅스텐 및 바나듐과 같은 금속에서 발견되는 결정 구조의 한 유형입니다. 철의 경우 온도에 따라 BCC와 FCC 사이에서 결정구조가 달라집니다. BCC 구조에서 단위 셀은 각 모서리에 원자가 있는 입방체와 입방체 중앙에 원자 하나가 있는 큐브로 구성됩니다. BCC 구조는 입방체 중심에 추가 원자가 있는 간단한 입방체로 시각화할 수 있는 구조가 됩니다. 각 모서리 원자는 8개의 인접한 단위 셀이 공유하고, 가운데 원자는 공유되지 않고 단위 셀에만 속합니다. 따라서 단위 셀당 총 2개의 원자가 생성됩니다. 그 결과, BCC 구조의 배위수(Coordination number)는 8이며, 이는 구조의 각 원자가 8개의 가장 .. 2023. 4. 7.
열전 기술(Thermoelectric technology): 버려지는 열을 전기로 만드는 기술 전세계적으로 직면한 에너지 위기와 기후 변화에 따른 탄소 배출 문제에 대해, 지속 가능한 방법을 찾아야 합니다. 한 가지 해결책으로 제철소, 화력발전, 자동차 운행 중 버려지는 열을 전기로 변환하는 열전 기술 (Thermoelectric technology)이 주목 받고 있습니다. 제벡(Seebeck)효과 열전 기술은 제벡(Seebeck) 효과의 원리를 이용하는데, Seebeck 효과는 두 개의 다른 전도성 물질 사이에 온도 차이가 존재할 때 전위차가 발생하는 현상을 말합니다. 이때 생기는 전위차는 전기를 생산하기 위해 사용될 수 있습니다. 열전 기술에 사용되는 재료의 특성 일반적으로 n형과 p형의 두 가지 유형으로 분류됩니다. n형 물질은 전자가 과잉이고 p형 물질은 전자가 부족한 상태가 되는데, n형.. 2023. 4. 5.
면심입방(Face-Centered Cubic, FCC) 구조 면심입방(Face-Centered Cubic, FCC) 구조는 금속이나 여러 재료에서 발견되는 가장 일반적인 결정 격자 구조 중 하나입니다. 이 구조에서 각 원자는 입방체의 모서리에 위치하고 다른 원자는 입방체의 각 면 중앙에 있습니다. 이 배열은 3차원 결정 구조를 형성하기 위해 모든 방향으로 확장되는 입방체의 반복 패턴을 형성합니다. FCC 구조는 각 층이 평면에 배열된 원자의 정사각형 배열로 구성된 동일한 층의 스택으로 시각화할 수 있습니다. 각 층은 위 또는 아래 층에 비해 단위 셀 길이의 절반만큼 이동하여 겹치는 원자 패턴을 만듭니다. 이 적층 패턴은 FCC 구조에서 각 원자가 12개의 가장 가까운 이웃을 갖는 특징적인 밀집된 원자 배열을 생성합니다. FCC 구조의 특성 FCC 구조의 주요 장점.. 2023. 4. 5.
결정계(crystal system)의 의미와 결정 구조와의 차이점 결정계(crystal system)의 의미 결정계(crystal system)은 대칭 및 전체 모양을 기준으로 결정을 분류하는 데 사용되는 분류 체계입니다. 삼사정계(triclinic), 단사정계(monoclinic), 사방정계(orthorhombic), 정방정계(tetragonal), 삼방정계(trigonal), 육방정계(hexagonal), 등축정계(cubic)의 7가지 결정계가 있습니다. 결정계는 단위 셀의 모양을 정의하는 축의 길이와 각도에 의해 결정됩니다. 단위 셀은 결정의 반복의 관점에서 가장 작은 단위이며 결정의 구조를 설명하는 데 사용됩니다. 축 길이와 각도는 단위 셀의 가장자리와 면 사이에서 측정되며 일반적으로 격자 매개변수 a, b, c, α, β 및 γ로 표현됩니다. 구체적인 분류법과.. 2023. 4. 4.
가공 경화(Work hardening 혹은 Strain hardening) 가공 경화(Work hardening 혹은 Strain hardening)는 금속이 소성 변형을 받을 때 발생하는 현상입니다. 금속이 변형되면 금속 조직이 변형되고 금속의 결정 격자에 전위(dislocation)가 도입됩니다. 이러한 전위는 서로 상호 작용하고 얽혀서 금속의 변형이 어렵게 방해하는 역할을 합니다. 이러한 방식으로 금속 재료의 기계적 특성을 개선하는 강화기구 중 하나입니다. 금속의 구조에 점점 더 많은 전위가 도입될수록 금속은 점점 더 단단해집니다. 이러한 과정을 가공 경화라고 합니다. 가공 경화는 구조용으로 사용되는 금속 재료에 있어 긍정적인 특성으로, 재료의 강도 강화와 변형에 대한 저항성을 증가시킵니다. 가공 경화의 특성 금속에서 발생하는 가공 경화의 양은 변형의 정도, 합금의 종류 .. 2023. 4. 2.
웨어러블 디바이스에서의 액체금속 (Liquid metal) 활용 액체 금속은 녹는점이 매우 낮아 상온에서 액체 상태를 유지하기 때문에, 금속으로서의 전도성을 가지면서 유연성 및 쉽게 변형될 수 있는 독특한 특성을 가진 금속입니다. 이러한 특성은 웨어러블 디바이스에서 사용하기에 매력적인 재료입니다. 웨어러블 기기에 가장 일반적으로 사용되는 액체 금속 중 하나는 갈륨, 인듐 및 주석의 무독성 합금인 Ga-In-Sn(갈린스탄)입니다. Ga-In-Sn액체금속은 전도성이 뛰어나 센서용 전극이나 연결(interconnection)에 사용하기에 이상적인 재료입니다. 액체 금속의 응용 액체 금속은 또한 신축성 도체로 사용될 수 있으며, 전자 장치를 손상시키지 않고 신축 및 구부릴 수 있는 웨어러블 장치를 만들 수 있습니다. 액체 금속을 신축성고분자 매트릭스 안에 분산 내장함으로써,.. 2023. 4. 1.
확산구동재결정 (Diffusion Induced Recrystallization, DIR) 확산 구동 재결정(Diffusion Induced Recrystallization, DIR)은 재료의 열처리 등으로 인해 일어나는 원자의 확산으로 인해 재결정되는 과정입니다. 재결정은 물질이 내부 에너지 상태가 낮은 새로운 결정립을 형성하는 구조적 변화를 겪는 과정을 말합니다. 이 과정은 일반적으로 소성 변형을 거친 금속을 고온으로 가열했을 때 관찰됩니다. 소성 변형 중에 인가된 응력으로 인해 금속의 결정립은 이동하거나 재배치 등이 발생하게 됩니다. 이로 인해 전위(dislocation)이나 다른 결함들이 발생하여 물질 내부의 잔류 응력 즉, 에너지가 증가하게 됩니다. 이런 상태의 재료를 고온에서 열처리하게 되면, 확산이 일어나게 되고, 더 안정한 형태로 재배열되기 시작합니다. 이 과정에서 새로운 결정립.. 2023. 3. 31.

티스토리툴바