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재료공학117

2차 전자(Secondary electron, SE)의 의미와 BSE와의 차이점 2차 전자(Secondary electron)란? 2차 전자(Secondary electron)는 전자나 이온과 같은 고에너지 입자의 충격으로 인해 물질로부터 방출되는 전자입니다. 고에너지 입자가 물질의 표면에 부딪히면, 물질의 원자나 분자가 이온화될 수 있을 만큼 충분한 에너지를 전달하여 새로운 하전 입자(charged particle)를 생성할 수 있습니다. 이러한 하전 입자 중 일부는 2차 전자로 표면에서 방출될 수 있습니다. 2차 전자는 모든 물질에서 방출될 수 있지만, 방출되는 2차 전자의 수는 물질의 특성, 입사 입자의 에너지 및 입사 각도에 따라 달라집니다. 물질에 따라 2차 전자를 방출하는 정도의 차이가 생기고, 표면을 입자들이 충돌하는 각도에 따라서도 달라지게 됩니다. 2차 전자는 주사전.. 2023. 3. 25.
반데르발스 힘 (Van der Waals forces) 의 의미와 분류 반데르발스 힘 (Van der Waals forces)의 의미 반 데르 발스 힘은 비극성 분자 또는 비극성 분자 부분 사이에서 발생하는 약한 분자간 힘의 한 유형입니다. 이 힘은 1873년에 처음으로 존재를 제안한 네덜란드 물리학자 Johannes Diderik van der Waals의 이름을 따서 명명되었습니다. 반데르발스 힘은 원자나 분자 주변의 전자 밀도의 일시적인 변동으로 인해 발생합니다. 전자는 항상 원자나 분자 주위에 균일하게 분포되어 있지 않기 때문에, 근처의 분자에서 쌍극자를 유도하는 일시적인 쌍극자 (부분적인 양전하 및 음전하)가 발생합니다. 유도 쌍극자 사이의 이러한 일시적인 인력은 런던 분산력 (London dispersion force)으로 알려져 있습니다. 반데르발스 힘은 모든 .. 2023. 3. 25.
[요약] 원자간 결합 (Interatomic bonding)의 종류 원자간 결합에는 이온 결합, 공유 결합, 금속 결합의 세 가지 주요 유형이 있습니다. 이온 결합: 이온 결합에서는 결합하는 원자는 이온을 형성하기 위해 전자를 얻거나 잃으며, 정전기적인 인력에 의해 함께 고정됩니다. 예를 들어, 염화 나트륨(NaCl)의 형성에서 나트륨은 염소에 전자를 기증하여 서로 끌어당기는 Na+와 Cl- 이온을 형성합니다. 이온 결합은 일반적으로 금속과 비금속 사이에서 발생합니다. 공유 결합: 공유 결합은 두 개 이상의 원자가 안정적인 전자 구성을 위해서 전자를 공유합니다. 이러한 유형의 결합은 비금속 간의 결합에서 주로 발생하며 분자를 이루게 됩니다. 공유 화합물의 예로는 물(H2O)과 메탄(CH4)이 있습니다. 금속 결합: 금속 결합에서 금속 원자는 원자가 전자를 공유하여 비편재.. 2023. 3. 25.
발열(Exothermic) 및 흡열(Endothermic Process) 과정에 대한 이해 발열 및 흡열 과정은 에너지 전달을 포함하는 화학적 또는 물리적 반응의 두 가지 유형입니다. 발열(Exothermic) 및 흡열(Endothermic Process) 과정의 의미 발열 과정(Exothermic Process) 발열 과정은 열 에너지를 주변으로 방출하는 반응 또는 과정입니다. 시스템이 에너지를 잃고 주변이 에너지를 얻는다는 것을 의미합니다. 발열 과정에서 반응물은 생성물보다 높은 에너지를 가집니다. 발열 과정의 일반적인 예로는 나무나 휘발유를 태우는 것과 같은 연소 반응, 이산화탄소 가스를 생성하기 위해 베이킹 소다와 식초 사이의 반응 등이 있습니다. 흡열 과정(Endothermic Process) 흡열 과정은 주변으로부터 열 에너지를 흡수하는 반응 또는 과정입니다. 시스템이 에너지를 얻고.. 2023. 3. 24.
열역학 법칙의 개념 열역학 법칙은 물리적 시스템에서 에너지의 변화를 설명하는 기본 원리입니다. 열역학 법칙의 개념에 대해서 간략히 알아봅시다. 열역학 제1법칙 열역학 제1법칙은 에너지 보존의 법칙으로도 알려져 있습니다. 에너지는 생성되거나 파괴될 수 없으며, 오직 한 형태에서 다른 형태로 변환될 수 있다고 말합니다. 이 법칙은 열역학에서 모든 에너지 계산의 기초를 형성합니다. 간단히 말해서, 이 법칙은 시스템의 내부 에너지 변화가 시스템에 추가된 열에서 시스템이 수행한 작업을 뺀 것과 같다고 말합니다. 수학적으로 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. ΔU = Q - W 여기서 ΔU는 내부 에너지의 변화, Q는 시스템에 추가되는 열, W는 시스템이 수행하는 작업입니다. 열역학 제2법칙 열역학 제2법칙은 분리된 시스템의 총 엔트로.. 2023. 3. 24.
후방 산란 전자(Backscattered electron, BSE)의 의미와 원리 주사 전자 현미경(SEM)에서 전자(electron)는 샘플과 상호 작용하고 이미지를 생성하는 데 사용되는 신호를 생성합니다. 생성되는 신호 중 하나로 후방 산란 전자(Backscattered electron, BSE)가 있습니다. 후방 산란 전자(Backscattered electron, BSE)란? BSE는 SEM 빔의 고에너지 전자가 샘플의 원자와 상호 작용할 때 샘플의 후방으로 산란되는 전자입니다. 전자가 물질에 대해 수직에 가까운 방향으로 충돌하는 경우, 물질의 양의 핵에 이끌리지 않고 시료 밖으로 튀어나가게 됩니다. BSE의 에너지와 각도는 샘플의 원자 번호, 밀도 및 표면 지형에 따라 달라집니다. 원자 번호가 높은 물질은 원자 번호가 낮은 물질보다 BSE를 더 많이 생성하는 경향이 있습니다... 2023. 3. 24.
DSC(Differential Scanning Calorimetry)의 작동원리와 측정방식 DSC(Differential Scanning Calorimetry)는 재료 과학에서 재료의 열거동을 연구하는 데 사용되는 분석 기술입니다. DSC가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 재료 과학에서의 응용에 대해 알아봅시다. DSC란? DSC는 온도나 시간의 함수로 샘플과 기준 물질 사이의 열 흐름의 차이를 측정하는 열 분석 기법입니다. 검체 및 기준 물질은 제어된 조건에서 가열 또는 냉각되며, 열 흐름의 차이를 측정하고 기록합니다. DSC의 작동원리 DSC는 재료가 온도 변화를 겪을 때 재료의 내부 또는 외부로 이동하는 열 흐름을 측정한 결과를 바탕으로 작동합니다. 샘플이 가열되거나 냉각되면 용해, 결정화 또는 상전이와 같은 열전이가 발생합니다. 이러한 열의 이동을 DSC가 감지하고 기록합니다. DSC 계.. 2023. 3. 24.
응고(solidification)의 의미와 구동력(driving force)에 대한 이해 금속의 응고에 대한 의미 응고는 금속 생산에서 중요한 과정입니다. 응고하는 동안 액체 금속은 고체 상태로 변형되며 생성된 금속의 특성은 이러한 변형의 세부 사항에 따라 크게 달라집니다. 응고 과정은 핵생성과 성장의 두 단계로 나눌 수 있습니다. 핵 생성은 응고의 초기 단계로, 액체 금속의 원자가 함께 모여 핵이라고 하는 작은 고체 클러스터를 형성합니다. 핵생성은 자발적으로 발생할 수 있지만, 이물질이 존재하는 경우 이물질 주변을 중심으로 핵생성이 쉽게 일어 날 수 있습니다. 핵생성 중에 형성되는 핵의 수와 크기는 금속의 최종 특성에 상당한 영향을 미칩니다. 핵이 형성되면 주변 액체에서 더 많은 원자가 추가되어 핵이 성장할 수 있습니다. 핵의 성장 속도는 액체 금속의 온도와 냉각 속도에 따라 달라집니다. .. 2023. 3. 22.
엔탈피(Enthalpy)의 정의와 Gibbs 자유에너지와의 차이점 엔탈피(Enthalpy)의 정의 엔탈피(Enthalpy)는 일정한 압력에서 시스템의 총 에너지를 설명하는 기본적인 열역학적 특성입니다. 기호 H로 표시되며 줄(J) 또는 킬로줄(kJ) 단위로 표시됩니다. 엔탈피는 상태 함수입니다. 즉, 엔탈피 값은 시스템의 초기 및 최종 상태에만 의존하며 한 상태에서 다른 상태로 이동하는 경로에는 영향을 받지 않습니다. 엔탈피는 화학 반응이나 물리적 과정에서 발생하는 열 전달을 설명하는 데 사용되며 반응의 방향과 정도를 예측하는 데 사용할 수 있습니다. 엔탈피는 시스템의 내부 에너지(U)와 압력(P) 및 부피(V)의 곱의 합으로 정의됩니다. H = U + PV 시스템의 엔탈피 변화(ΔH)는 시스템의 초기 상태와 최종 상태 사이의 엔탈피 차이입니다. 시스템이 화학 반응이나.. 2023. 3. 22.

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