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쌍정과 쌍정 변형 / twin boundaries and twin deformation 트윈 경계 (twin boundaries) 트윈 경계는 서로 거울상인 두 개의 결정 영역을 구분하는 경계입니다. 트윈은 쌍정이라고도 합니다. 거울 격자 대칭을 갖는 결정립계의 한 유형입니다. 트윈 경계는 결정립의 결정 구조가 가상 평면을 가로질러 복제되어 거울 방향으로 두 개의 동일한 결정 영역을 생성할 때 발생합니다. 트윈 경계 자체는 이 두 결정립 영역이 만나는 경계를 말합니다. 트윈 경계는 금속, 세라믹 및 광물을 포함하여 다양한 재료에서 발생할 수 있습니다. 트윈 경계는 재료의 속성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 쌍정 영역의 결정 구조 및 방향에 따라 재료의 기계적, 전기적, 열적 및 자기적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 트윈 경계는 또한 전위 및 입계와 같은 결함의 거동에 영향을 미칠 .. 2023. 5. 6.
오스테나이트 (Austenite) - 펄라이트 (Pearlite) 변태 (transformation) 오스테나이트 (Austenite) - 펄라이트 (Pearlite) 변태 (transformation) 오스테나이트에서 펄라이트로의 변태는 철-탄소 합금에서 발생하는 고체 확산 제어 상변태의 일종으로, 기본적으로 탄소의 확산에 의해 발생한다고 볼 수 있습니다. 오스테나이트는 공석 (eutectoid) 온도 이상에 존재하는 철의 고온 FCC (면심입방정계) 결정 구조입니다. 온도가 공석 온도 이하로 떨어지면 오스테나이트는 페라이트 (Ferrite) 와 시멘타이트 (cementite, Fe3C) 의 혼합물로 변태되며, 이를 펄라이트라고 합니다. 변태 (transformation)은 핵 생성 (nucleation), 성장 (growth) 및 변태의 세 단계로 발생합니다. 핵생성 단계에서 페라이트와 시멘타이트의 .. 2023. 5. 4.
인장 특성에 대하여 항복 (Yielding)과 항복 강도 (Yield strength) 항복은 재료에 응력이 가해질 때 발생하는 현상입니다. 재료에 응력이 가해지면 원자 또는 분자가 서로 떨어져 나옵니다. 어느 시점에서 응력이 너무 커져 재료의 변형이 시작되는데, 이러한 변형을 항복이라고 합니다. 항복은 재료가 영구 변형을 받기 시작하는 지점을 표시하기 때문에 중요한 개념입니다. 즉, 한번 항복한 재료는 소성변형이나 파단과 같은 일종의 영구적인 변화를 거치지 않고는 원래의 형태로 돌아갈 수 없다. 재료의 항복 강도는 재료가 항복하는 데 필요한 응력의 양입니다. 엔지니어가 사용 중에 받게 될 응력과 하중을 견딜 수 있는 구조 및 구성 요소를 설계하는 데 사용하는 중요한 속성입니다. 재료의 항복 강도는 일반적으로 평방 인치당 .. 2023. 5. 2.
상 경계 (phase boundary) 상 경계 (phase boundary)의 의미 고체 물질에서 상 경계는 조성이 다른 고체의 두 영역 사이의 경계면입니다. 상 경계에서는 밀도, 전기전도도, 열전도도, 기계적 강도와 같은 고체 물질의 물리적 특성에 변화가 생기게 됩니다. 상 경계에서 재료의 구조는 일반적으로 벌크 재료의 구조와 다릅니다. 이는 상 경계에 있는 물질의 원자가 두 영역 사이의 구조적 차이를 수용할 필요성으로 인해 높은 에너지 상태에 있기 때문입니다. 이로 인해 전위, 적층 결함 또는 트위닝과 같은 결함이 형성되어 재료의 특성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 상 경계를 사용하여 특정 속성을 가진 새로운 재료를 만들거나 재료의 미세 조직 등을 제어할 수 있습니다. 전자 장치, 에너지 저장 시스템 및 구조 재료와 같.. 2023. 4. 30.
코트렐 분위기 (Cottrell atmosphere) Cottrell 분위기 (atmosphere) 는 전위 (dislocation) 와 관련된 응력을 완화하고 에너지를 낮추는 금속의 전위 주위에 모여 있는 용질 원자의 집합체를 말합니다. Cottrell 분위기는 금속 또는 기타 결정 물질의 전위 주위에 형성될 수 있는 국부적 변형 또는 변형 영역입니다. 이러한 영역은 1949년에 이에 대해 처음으로 기술한 A.H. Cottrell의 이름을 따서 명명되었습니다. 이로 인해 전위가 고정되고 움직임에 저항하여 응력-변형 그래프에서 관찰된 상위 항복점으로 이어집니다. Cottrell 분위기는 Lüders 밴드의 형성으로 이어져 재료 제조를 방해할 수 있지만 일부 철강은 격자간 원자를 제거하여 그 효과를 제거하도록 설계할 수 있습니다. Cottrell 분위기는 또.. 2023. 4. 26.
금속간 화합물 (intermetallic compounds) 금속간 화합물 (intermetallic compounds) 은 둘 이상의 금속 원소가 결합하여 형성되는 일종의 화합물입니다. 일반적으로 액체 상태에서 상호 용해되는 둘 이상의 금속의 혼합물로 구성되는 합금과 달리 금속간 화합물은 특정 화학식과 결정 구조를 갖습니다. 금속간 화합물은 일반적으로 구성 금속의 결정 구조와 다른 독특한 결정 구조를 특징으로 합니다. 이 결정 구조는 고강도, 높은 융점 및 낮은 연성과 같은 특이한 특성을 나타낼 수 있습니다. 금속간 화합물은 고온 고체 반응, 화학 기상 증착 및 전착을 포함한 다양한 방법을 통해 형성될 수 있습니다. 금속 간 화합물은 항공 우주, 자동차 및 전자 제품을 포함한 다양한 산업 분야에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. 예를 들어, 특정 금속간 .. 2023. 4. 26.
하이니켈 배터리란? 하이니켈 배터리란? 양극재에 들어가는 코발트의 비중을 낮추고, 대신 니켈 함량을 60~70%에서 80~90%로 크게 높인 배터리를 말합니다. 니켈 비중을 늘리면 에너지 밀도가 높아져 전기차 1회 충전 시 주행거리의 증가와 고출력의 전기차를 제조하는 것도 가능합니다. 리튬이온전지에서 가장 널리 사용되는 양극재인 리튬코발트산화물(LiCoO2)의 이론적 에너지 밀도에 비해 리튬 니켈 코발트 망간 산화물(LiNiCoMnO2 또는 NCM) 및 리튬 니켈 망간 코발트 산화물(LiNiMnCoO2 또는 NMC)과 같은 하이 니켈 재료는 최대 250-300 mAh/g 정도 더 높은 이론적 에너지 밀도를 가지게 됩니다. 하이니켈 배터리의 단점 배터리업체들이 지금까지 하이니켈 배터리를 양산하지 않았던 것은 안전성 문제 때문.. 2023. 4. 23.
호이슬러(Heusler) 합금: Full Heusler와 Half Heusler의 차이 호이슬러(Heusler) 합금 Heusler 합금은 일반적으로 두 개의 전이 금속과 주족 원소(또는 전형원소)로 구성되지만 일부는 희토류 원소도 포함할 수 있습니다. 높은 자기 모멘트와 스핀 분극, 특이한 전자 및 자기 거동과 같은 다양한 특성을 나타냅니다. 이러한 특성으로 인해 Heusler 합금은 자기 메모리 장치, 스핀트로닉스, 열전재료 및 촉매 작용을 포함한 광범위한 응용 분야에서 활용 가능합니다. 호이슬러(Heusler) 합금의 예 호이슬러 합금의 예로는 Ni-Mn-Ga, Co2MnSi 및 Fe2VAl이 있으며, 이들은 자기 및 열전기 특성에 대해 광범위하게 연구되고 있습니다. Heusler 합금은 또한 미래의 양자 컴퓨팅 응용 분야에서 사용할 수 있는 고유한 전자 특성을 나타내는 재료로서의 잠.. 2023. 4. 22.
페로브스카이트 (Perovskite) 구조 페로브스카이트 (Perovskite) 구조란? 페로브스카이트 (Perovskite)는 러시아 우랄산맥에서 처음 발견된 티탄산칼슘 (CaTiO3)으로 구성된 광물의 이름을 딴 결정구조입니다. 페로브스카이트 구조는 다양한 과학 및 기술 분야에서 많은 흥미로운 특성과 응용으로 인해 널리 연구되는 구조입니다. 특히 전자 및 태양광 에너지 분야에서 많은 기술 응용 분야에서 유용한 것으로 알려져 있습니다. 페로브스카이트 (Perovskite) 구조의 특징 페로브스카이트 구조는 각 팔면체의 중심에 금속 이온(일반적으로 티타늄이나 철과 같은 전이 금속)이 있는 모서리를 공유하는 산소 원자의 팔면체 네트워크를 포함하는 입방체 단위 셀을 특징으로 합니다. 금속 이온은 일반적으로 +2 또는 +3 산화 상태이지만 다른 산화 .. 2023. 4. 21.

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