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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.
석출 강화(precipitation strengthening)의 정의와 방법 석출 강화(precipitation strengthening)이란? 석출 강화는 금속 및 합금의 강도와 경도를 높이는 데 사용되는 일종의 강화 메커니즘입니다. 제어된 열처리 공정을 통해 금속 매트릭스 내에 석출물이라고 하는 미세한 입자가 형성됩니다. 석출 강화 공정은 금속을 하나 이상의 추가 원소를 이용하여 합금화하는 것으로 시작됩니다. 이러한 원소는 금속 매트릭스 내에서 고용체를 형성하지만 온도가 감소함에 따라 고용체에 대한 용해도가 감소합니다. 이는 합금이 냉각됨에 따라 과포화된 용질 원자가 시효 열처리 (aging) 중 모상(matrix) 내에서 클러스터(cluster)나 석출물(precipitate)을 형성하게 됩니다. 따라서, 시효 강화 (age hardening)이라고도 한다. 석출 강화 방법.. 2023. 3. 21.
열역학적 상태에 대한 이해 열역학에서 시스템은 에너지 및 기타 속성에 따라 다른 상태로 존재할 수 있습니다. 이러한 상태는 크게 안정, 준안정, 불안정의 세 가지 범주로 분류할 수 있습니다. 안정 상태 시스템이 열역학적 평형 상태에 있는 상태로, 작은 변동이 발생하더라도 시스템의 특성이 시간이 지남에 따라 일정하게 유지됨을 의미합니다. 안정 상태에서 시스템의 내부 에너지는 최소이며 시스템에 대한 모든 변화는 시스템이 원래의 평형 상태로 돌아가도록 합니다. 예를 들어, 공이 그릇 바닥에 앉아 있으면 공이 흔들리면 그릇 바닥으로 돌아가기 때문에 안정적인 상태에 있습니다. 준안정 상태 물리적 또는 화학적 시스템이 준안정 상태에 존재한다는 것은 국지적 에너지 최소 상태에 있지만 가능한 가장 낮은 에너지 상태에 있지 않음을 의미합니다. 이.. 2023. 3. 20.
금속 표면에 IMC 생성 시 Crack 발생의 원인 다음의 세 가지 정도의 원인을 생각해 볼 수 있다. CTE(Coefficient of thermal expansion) mismatch Volume change during the formation of IMC Defects by many reasons, such as the Kirkendall effect 크랙을 발생시키는 원인들 During the growth of intermetallic compounds, cracks can form due to several factors. One of the main factors is the difference in thermal expansion coefficients between the intermetallic compound and the surrou.. 2023. 2. 27.

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